基于DSP在線式UPS不間斷電源控制系統(tǒng)的研究

　　PWM產(chǎn)生電路模塊

　　三角波產(chǎn)生電路的輸入信號是來自DSP的EPWM1A的引腳,該信號是PWM信號，它經(jīng)過積分后，變?yōu)槿遣ǎ腿隤WM產(chǎn)生電路。來自TMS320F28335的PWM信號EPWM2A經(jīng)過二階低通濾波后，產(chǎn)生正弦參考波信號，該信號與逆變輸出的電壓反饋信號反相。EPWM2A引腳所輸出的PWM信號是跟蹤市電輸入的，該電路具有對輸出的正弦波信號進(jìn)行調(diào)控作用。如圖8所示是三角波和正弦波的產(chǎn)生電路。

　　圖8 三角波和正弦波的產(chǎn)生電路

　　PWM產(chǎn)生電路模塊如圖9所示，它采用正弦脈寬調(diào)制(SPWM)法來實現(xiàn)脈寬調(diào)制的目的。根據(jù)調(diào)制原理可以在比較器的輸出端得到一個脈寬等于三角波大于正弦波部份所對應(yīng)的時間間隔的正脈沖。圖中PWM_OFF信號用于控制PWM的輸出，當(dāng)該信號為低電平時無PWM輸出。

　　圖9 PWM產(chǎn)生電路模塊

　　繼電器控制電路模塊

　　繼電器控制電路模塊，是用NPN三極管來實現(xiàn)對繼電器的驅(qū)動，其控制信號來自TMS32028335的GPIO64引腳。當(dāng)GPIO64輸出高電平時，繼電器RY1動作。同樣，繼電器RY2也使用該驅(qū)動電路。

　　外擴(kuò)存儲器模塊

　　外擴(kuò)的存儲器電路，該電路主要用于記錄系統(tǒng)的工作狀況，比如每天系統(tǒng)的負(fù)載量、市電電壓、工作時間等。所記錄的數(shù)據(jù)通過RSR232通信接口供給PC端軟件分析，實現(xiàn)人機(jī)界面的多功能性。外擴(kuò)存儲器具有512K*8Bits FLASH和4K*8bits SRAM存儲空間，DSP與外擴(kuò)存儲器通過通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　峰鳴產(chǎn)生電路模塊

　　峰鳴產(chǎn)生電路模塊，當(dāng)來自TMS32028335的GPIO63引腳輸出高電平時，系統(tǒng)峰鳴。

　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計

　　整個系統(tǒng)程序流程如圖10所示。

　　圖10 系統(tǒng)程序流程圖

　　定時器周期中斷流程圖如圖11。

　　圖11 定時器周期中斷流程圖

　　A/D采樣子程序

　　主要完成線電流采樣和線電壓采樣。為確保電壓與電流信號間沒有相對相移，本部分利用TMS320F28335片上ADC的同步采樣方式。為提高采樣精度，在A/D中斷子程序中采用了均值濾波的方法。

　　interrupt void adc_isr(void)

　　{

　　if(counter==0)

　　{

　　receive_a0_data[i++] = AdcRegs.ADCRESULT0>>4; //右移四位

　　receive_b0_data[j++] = AdcRegs.ADCRESULT1>>4; //右移四位

　　}

　　if(counter>=1)

　　{ // 對結(jié)果取平均，平滑濾波

　　receive_a0_data[i++] = (receive_a0_data[i0++]+(AdcRegs.ADCRESULT0>>4))/2;

　　receive_b0_data[j++] = (receive_b0_data[j0++]+(AdcRegs.ADCRESULT1>>4))/2;

　　}

　　if(i==512) {i=0;i0=0;}

　　if(j==512) {j=0;j0=0; counter++;}

　　AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1; // 復(fù)位排序器

　　AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; // 清中斷標(biāo)志位

　　PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // 開中斷應(yīng)答

　　實驗結(jié)果

　　在實驗過程中，利用示波器檢測穩(wěn)定狀態(tài)下逆變器輸出電壓跟蹤交流電網(wǎng)電壓的波形，由結(jié)果可知逆變器系統(tǒng)基本可以實現(xiàn)無靜差跟蹤。電網(wǎng)突然掉電時，系統(tǒng)切換保護(hù)波形，切換時間<10ms，表明該UPS電網(wǎng)失電檢測速度快，切換時間短;交流電網(wǎng)欠壓 <190V時，UPS輸出由電網(wǎng)轉(zhuǎn)換為逆變器對負(fù)載供電的波形，切換過程中電壓波形波動小。逆變器輸出電壓失真度小，切換時間<10ms， UPS突加負(fù)載時輸出電壓動態(tài)響應(yīng)波形，可見輸出電壓波動小，恢復(fù)時間<40ms ，動態(tài)響應(yīng)速度快，滿足了穩(wěn)定、動態(tài)性能要求。

　　系統(tǒng)的基本參數(shù)

　　結(jié)束語

　　在線式UPS不間斷電源控制系統(tǒng)以TMS320F28335作為主控芯片較以往傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性好、精度高、調(diào)試方便，以及成本低等優(yōu)點，完全體現(xiàn)了數(shù)字控制的優(yōu)勢。從試驗結(jié)果看，完全滿足系統(tǒng)要求。最終可向用戶提供可靠、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的電源電壓，實現(xiàn)了在線式UPS 的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，具有較好的市場應(yīng)用前景。