應(yīng)用電子技術(shù)教育論文基于風(fēng)力發(fā)電的UPS電源設(shè)計(jì)

程序流程圖初始化主要是對(duì)各種軟件標(biāo)志位和接口進(jìn)行初始化，同時(shí)將單片機(jī)的ＲＡＭ進(jìn)行初始化。），軟件等待的零交叉點(diǎn)和計(jì)算輸入頻率。根據(jù)計(jì)算查表，基于零交叉檢測(cè)循環(huán)開始，隨后檢測(cè)電流電壓是否大于系統(tǒng)的最大值，沒有超過其最大值將繼續(xù)進(jìn)行，檢查逆變器是否啟用？若沒有啟用，將禁止PWM和中斷，并設(shè)置標(biāo)志位，如果逆變器已經(jīng)啟用，將檢測(cè)輸出并設(shè)置標(biāo)志位。程序清單見附錄3。4.1中斷處理程序分析中斷設(shè)置的目的是定期對(duì)輸出波形進(jìn)行調(diào)整，中斷被設(shè)定在程序周期運(yùn)行的過程中，在程序運(yùn)行過程中有32個(gè)中斷。電源接通后首先是中斷初始化，在中斷期間，須有足夠的資源以執(zhí)行二個(gè)的A/D轉(zhuǎn)換（電流和電壓），計(jì)算偏移量，調(diào)整輸出占空比。以保證逆變輸出的交流電壓沒有過沖現(xiàn)象（即輸出電壓出現(xiàn)不可控的持續(xù)升高現(xiàn)象）同時(shí)在恒定輸出過程中中斷程序還會(huì)對(duì)輸出波形盡行合理的完善。中斷流程圖如圖10所示。預(yù)置定時(shí)器采樣率預(yù)置定時(shí)器采樣率讀取電壓值讀取電流值計(jì)算電壓偏移量計(jì)算電流偏移量計(jì)算出新的占空比返回圖10中斷流程圖5測(cè)試結(jié)果5.1無負(fù)載情況下測(cè)試在無負(fù)載，沒有反饋的條件下，ups輸出波形如圖11所示。這輸出波形是實(shí)際輸出波形加強(qiáng)版。圖11無負(fù)載無反饋條件下UPS的交流輸出5.2有負(fù)載情況下測(cè)試在有負(fù)載，沒有反饋的條件下，ups輸出波形如圖12所示，所用負(fù)載為電阻，最大允許電流8.6A。圖12有負(fù)載無反饋條件下UPS的交流輸出在有負(fù)載，有反饋的條件下，ups輸出波形如圖13所示，所用負(fù)載是電阻和電感，最大允許電流8.6A。圖12有負(fù)載有反饋條件下UPS的交流輸出6應(yīng)用前景由于廣大農(nóng)民生活水平提高、用電量不斷增加，同時(shí)迫切希望不間斷用電，因此“風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”的推廣應(yīng)用明顯加快，并向高品質(zhì)UPS組合式發(fā)展，成為今后一段時(shí)間的發(fā)展方向。隨著國(guó)家《可再生能源法》及《可再生能源產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》的制定，相繼還會(huì)有多種配套措施及稅收優(yōu)惠扶植政策出臺(tái)，必將提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)積極性，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前我國(guó)尚有2.8萬個(gè)村、700萬戶、2,800萬人口沒有用上電，且分散居住在邊遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)牧區(qū)、常規(guī)電網(wǎng)很難達(dá)到，有關(guān)專家分析700萬無電用戶中、300萬戶可用微水電解決用電，而400萬戶可以用小型風(fēng)力發(fā)電或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電，滿足農(nóng)牧民用電需要。作為可再生能源主要支柱之一的小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在2005年度得到長(zhǎng)足的發(fā)展，其中200W、300W、500W機(jī)組共生產(chǎn)24,123臺(tái)，占全年總產(chǎn)量的72.5%；并且，由于汽油、柴油、煤油價(jià)格飛漲，且供應(yīng)渠道不暢通，內(nèi)陸、江湖、漁船、邊防哨所、部隊(duì)、氣象站和微波站等使用柴油發(fā)電機(jī)的用戶逐步改用風(fēng)力發(fā)電機(jī)或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電UPS系統(tǒng)。而隨著3G通訊時(shí)代的到來，通訊基站的大量建立，大容量的UPS系統(tǒng)也顯得尤為重要，如何維持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的工作，稱為一項(xiàng)重要的指標(biāo)，同時(shí)也為通訊的暢通無阻提供了可靠地保障。這樣看來無論在民用，商用，軍隊(duì)，政府機(jī)構(gòu)，信息科研等領(lǐng)域基于風(fēng)能發(fā)電的UPS系統(tǒng)都能找到他的用武之地。而且隨著信息化社會(huì)的到來還會(huì)越發(fā)的凸顯出它的重要作用。7致謝非常感謝張老師和陳老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文寫作中給予我們的指導(dǎo)與幫助。從畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文寫作一開始，張老師就給我們制訂了詳盡卻又環(huán)環(huán)相扣的計(jì)劃，并且在每周都進(jìn)行檢查和指導(dǎo)，使我們循序漸進(jìn)、有條不紊地展開論文設(shè)計(jì)。在這個(gè)實(shí)用性很強(qiáng)的課題中，張老師由點(diǎn)到面的指導(dǎo)讓我們少走了很多彎路，也讓我們學(xué)到很多書本上沒有的內(nèi)容。同時(shí)感謝同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間與我緊密的合作和支持。在設(shè)計(jì)中，雖然各有側(cè)重，但我們幾乎每天都要一起在實(shí)驗(yàn)室里研究相關(guān)資料與文獻(xiàn)、討論軟硬件的結(jié)合、構(gòu)思程序在電路上的實(shí)現(xiàn)方式。他們的踏實(shí)肯干以及連貫的專業(yè)知識(shí)讓我印象深刻，非常值得我的學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn)[1]世界風(fēng)能協(xié)會(huì).2005年全球風(fēng)能統(tǒng)計(jì)［J］.中國(guó)風(fēng)能，2006（1）：17～20[2]賀德馨:2020年中國(guó)的科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究［J］.科技和產(chǎn)業(yè),2004,4(1):36[3]李德孚:2005年小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中國(guó)風(fēng)能,2006,(2):9～11[4]李成章.智能化UPS供電系統(tǒng)原理與維修[M].北京:電子工業(yè)出版社,1999[5]王翠珍，唐金元.可調(diào)直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2006[6]李成章.現(xiàn)在UPS電源及電路圖集[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001.[7]張廣明,沈衛(wèi)東,曲穎,等UPS高可用供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:北京人民郵電出版社,2004[8]王其英,劉秀榮.新型不停電電源(UPS)的管理使用和維護(hù)[M]北京:北京人民郵電出版社,2005[9]User’sManualforseriesAP200.1996[10]錢希森.小型UPS原理及應(yīng)用[M]北京:科學(xué)出版社,2000[11]候振義,王義明.UPS電路分析與維修[M].實(shí)用能源技術(shù),北京:科學(xué)出版社,2000[12]蔡宣三.靜止型UPS的發(fā)展動(dòng)向［J］.電信技術(shù),1992(3):8-4[13]周俊杰,錢曉耀,陳上挺.一種基于PIC系列單片機(jī)的SPWM逆變電源［J］.機(jī)電工程2008,25(4):99～107[14]YANGYin2fu,LIUJing2bo.PulsebypulsecurrentlimitingtechniqueforSPWMinverters[J].PowerElectronicsandDriveSystems,1999,7(9):1021-1026.[15]XIONGYu,ZHANGYin2hai,WEIKun.Carrierphase-shif-tedSPWMbasedcurrent2sourcemulti2converter[J].PowerElectronicsandDriveSystems,2003,8(3):89-93.[16]MIHALACHEL.DSPcontrolmethodofsingle-phaseinvert-ersforUPSapplications[C]//ProceedingsofAPEC’02.USA:[S.N],2002:5902596.[17]林國(guó)慶，雷德森，張冠生.試論電器與電力電子技術(shù)的結(jié)合［J］.低壓電器，1997，12(03)：249～252[18]張文利，彭燕昌，孫廣平等.高壓開關(guān)電源的研制［J］.高電壓技術(shù)，[19]賈艷明,嚴(yán)萍,莊洪春.變壓器在IGBT串聯(lián)技術(shù)中的應(yīng)用［J］.變壓器,[20]王亞君.TL494及其在半橋變換開關(guān)電源中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2004附錄1PFC控制電路圖附錄2主控部分電路附錄3程序清單*文件名:MAIN.C*描述：ups電源*********************************************************************main()//#defineOPEN_LOOP#defineFEEDBACK//#define50Hz#define60Hz#pragmaoptionv#include<17c43.h>#include<math.h>#include<delay16.h>#ifdefOPEN_LOOP//ThistableyieldsFullVRMSinputunsignedcharconstpwmtab[32]={0,25,50,74,98,120,142,162,180,197,212,225,235,244,250,254,255,254,250,244,235,225,212,197,180,162,142,120,98,74,50,25};#endif#ifdefFEEDBACK//ThistableyieldsslightlylessthanFullVRMSinputunsignedcharconstpwmtab[32]={0,20,40,60,79,97,114,131,145,159,171,181,189,197,202,205,206,205,202,197,189,181,171,159,145,131,114,97,79,60,40,20};#endiflongread_ad(unsignedchar);//A/D轉(zhuǎn)換功能unsignedcharindex;//指數(shù)輸入正弦波參考表unsignedcharsign;//展開正弦波參考表longreference;//價(jià)值正弦波引用后展開unsignedcharreference_lo@reference;longout_volt;//輸出電壓;longy;//長(zhǎng)變量ylongyold;longx;longxold;longad_value;//A/D轉(zhuǎn)換器voidmain(void){CLRWDT();PORTC=0;DDRC=0x22;//給寄存器C賦值DDRB=0;//給寄存器B賦值PR1=0xFF;//PR1裝入（24.4Khz@25Mhz時(shí)鐘）PW1DCL=0;//設(shè)置低比特率為0的PWMPW1DCH=0;//初始化的PWM占空比為0T0STA=0x20;//ConfigureTimer0prescaler設(shè)置定時(shí)器0分頻器INTSTA.T0IE=1;//允許定時(shí)器0中斷TCON1.TMR1CS=0;TCON1.T16=0;TCON2.TMR1ON=1;//開啟定時(shí)器1（PWM定時(shí)器）TCON2.PWM1ON=1;//接通PWMCPUSTA.GLINTD=0;//屏蔽中斷index=0;//初始化變量sign=0;y=0;yold=0;x=0;xold=0;PORTC.0=1;//啟動(dòng)逆變器while(1);//在常規(guī)的循環(huán)里執(zhí)行中斷}#ifdefFEEDBACK__TMR0()//定時(shí)器中斷{T0STA.T0CS=0;//中止定時(shí)器PORTB.7=1;#ifdef60HzTMR0L=0xA5;TMR0H=0xF9;//定時(shí)器03.84KHz中斷60Hz輸出#endif#ifdef50HzTMR0L=0x5F;//定時(shí)器03.20KHz中斷50Hz輸出TMR0H=0xF8;#endifT0STA.T0CS=1;//Starttimer開啟定時(shí)器CLRWDT();reference=0;//ClearReferenceValue參考值清0reference_lo=pwmtab[index];//查找正弦波的參考值if(!index)//觸發(fā)器通過表格的循環(huán)正負(fù)變換sign=~sign;++index;//指數(shù)增量if(index==32)//如果是表格的最后，重復(fù)循環(huán)index=0;if(sign){reference=~reference;//編譯器在-1.21V不工作reference=reference+1;//ref<=0}ad_value=read_ad(0);out_volt=ad_value-512;//讀輸出電壓//從表達(dá)式y(tǒng)=yold+(0.09261*(x+xold))//在該處yold,xold和前面的y，x是等價(jià)的//x是<錯(cuò)誤信號(hào)>，形式是不同的輸出//變換器和參考信號(hào)x=out_volt-reference;y=((x+xold)*24);y=y/256;y=y+yold;if(y>=0){PORTC.2=0;//置高電平去循環(huán)}else{PORTC.2=1;//置低電平去循環(huán)y=~y;y=y+1;}if(y>255)y=255;//限定yPW1DCH=y;//更新循環(huán)的有效率xold=x;//儲(chǔ)存先前同樣的狀態(tài)yold=y;PORTB.7=0;}#endif#ifdefOPEN_LOOP//變換器在OPEN_LOOP循環(huán)下工作__TMR0()//定時(shí)器中斷{T0STA.T0CS=0;//中止定時(shí)器#ifdef60HzTMR0L=0xA5;TMR0H=0xF9;//定時(shí)器03.84KHz中斷60Hz輸出#endif#ifdef50HzTMR0L=0x5F;//定時(shí)器03.20KHz中斷50Hz輸出TMR0H=0xF8;#endifT0STA.T0CS=1;//開啟定時(shí)器CLRWDT();PW1DCH=pwmtab[index];if(!index){PORTC.0=0;//驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉PORTC.2=~PORTC.2;//倒裝名次/否