在线式UPS不间断电源课程设计讲述.doc

湖南工程学院 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 　电力电子技术 题 目 电脑在线式UPS设计 专业班级 学生姓名 学号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2012 年 5月 23日 设 计 完成日期 2012 年 6 月 6 日 设计内容与设计要求 一．设计内容 1．设计出UPS电路图。 2．说明UPS电路原理。 二．设计要求 给出设计原理框图； 给出具体设计思路，画出电路图； 编写设计说明书。 主要设计条件 1．提供实验箱； 2．必要的元器件和导线等； 说明书格式 课程设计封面； 任务书； 说明书目录； 设计总体思路，基本原理和框图； 电路设计； 编写设计说明书； 总结与体会； 参考文献； 电路图； 评分表； 空白尾页。 进度安排 十五周星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求； 十五周星期一——十五周星期三：查找资料，确定设计方案，画出草图，自取课题名称； 十五周星期四，星期五：电路设计，画图； 十六周星期一上午——星期二下午：掌握电路原理，打印出图纸； 十六周星期三：确定课题名称，书写设计报告； 十六周星期四：书写设计报告； 十六周星期五：答辩。 参考文献 1．王兆安，黄俊主编，电力电子技术，机械工业出版社，2000 2．薛永毅，王淑英，何希才，新型电源电路应用实例，电子工业出版社，2001 3. 陈汝全，电子技术常用器件应用手册，机械工业出版社，1998 4. 钱希森，小型UPS原理及应用，科学出版社，2000 5. 张乃国，电源技术，中国电力出版社，1998 6. 李成章，现代电源及电路图集，电子工业出版社，2001 7. 张乃国，UPS供电系统应用手册，电子工业出版社，2003 8. 陈治明，电力电子器件，机械工业出版社，1992 一、UPS电源性能特点简单介绍 UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70％的额定功率。UPS电源系统按使用要求功率余量不大，在使用中要避免随意增加大功率的额外设备，也不允许在满负载状态下长期运行。但工作性质决定了UPS电源系统几乎是在不间断状态下运行的，增加大功率负载，即使是在基本满载状态下工作，都会造成主机出故障，严重时将损坏变换器。 特点：1.无论是市电供电正常时，还是市电中断由电池逆变供电期间，逆变器始终处于工作状态，这就从根本上消除了来自电网的电压波动和干扰对负载的影响。 2.由于其工作方式是先对电池充电，然后再由逆变器将电池的电能逆变变成交流，因此在电能的转化过程中有一部分电能将被损失掉。 3.UPS输入电压范围 指保证UPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不是电池提供。 4.UPS频率输入范围 UPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。 二、UPS 系统结构框图 UPS的结构原理如图1所示。UPS是指当交流输入电源（习惯称市电）发生异常或断电时，还能继续向负载供电，并能保证供电质量，使负载供电不受影响的装置。 UPS基本工作原理：当市电正常时，由市电供电，同时市电通过整流器整流为直流，给蓄电池充电，可保证蓄电池的电量充足。一旦市电异常乃至停电，即由蓄电池自动代替整流器向逆变器供电，蓄电池的直流电经逆变器变换为恒频恒压交流电继续向负载供电，因此从负载侧看，供电不受市电停电的影响。 UPS电源由交流输入滤波电路及整流电路、蓄电池充电回路、PWM逆变电路、控制电路等组成。 图1 UPS结构原理图 三、UPS电源总电路设计 电路图如图所示，主要由市电供电及稳压调整电路、逆变电路等组成  四、部分单元电路设计 4.1 整流电路 220V交流电源输入，经过整流电路将电压转换成直流给蓄电池充电。电路如图2所示，这是一种不可控整流电路，常用于小功率单相交流输入的场合。 图2 整流电路 4.2 斩波电路 电流经过整流电路部分整流成直流，经过降压斩波电路降压，其实则为将固定的直流电通过电力电子开关的作用变为另一固定电压或可调电压的直流电。直流斩波电路分为降压斩波电路、升压斩波电路这两种最基本的电路，本次课程设计在此处采用降压斩波电路。 斩波电路工作原理：当t=0时，V