应用电子技术教育论文基于风力发电的UPS电源设计

程序流程图初始化主要是对各种软件标志位和接口进行初始化，同时将单片机的ＲＡＭ进行初始化。），软件等待的零交叉点和计算输入频率。根据计算查表，基于零交叉检测循环开始，随后检测电流电压是否大于系统的最大值，没有超过其最大值将继续进行，检查逆变器是否启用？若没有启用，将禁止PWM和中断，并设置标志位，如果逆变器已经启用，将检测输出并设置标志位。程序清单见附录3。4.1中断处理程序分析中断设置的目的是定期对输出波形进行调整，中断被设定在程序周期运行的过程中，在程序运行过程中有32个中断。电源接通后首先是中断初始化，在中断期间，须有足够的资源以执行二个的A/D转换（电流和电压），计算偏移量，调整输出占空比。以保证逆变输出的交流电压没有过冲现象（即输出电压出现不可控的持续升高现象）同时在恒定输出过程中中断程序还会对输出波形尽行合理的完善。中断流程图如图10所示。预置定时器采样率预置定时器采样率读取电压值读取电流值计算电压偏移量计算电流偏移量计算出新的占空比返回图10中断流程图5测试结果5.1无负载情况下测试在无负载，没有反馈的条件下，ups输出波形如图11所示。这输出波形是实际输出波形加强版。图11无负载无反馈条件下UPS的交流输出5.2有负载情况下测试在有负载，没有反馈的条件下，ups输出波形如图12所示，所用负载为电阻，最大允许电流8.6A。图12有负载无反馈条件下UPS的交流输出在有负载，有反馈的条件下，ups输出波形如图13所示，所用负载是电阻和电感，最大允许电流8.6A。图12有负载有反馈条件下UPS的交流输出6应用前景由于广大农民生活水平提高、用电量不断增加，同时迫切希望不间断用电，因此“风力发电系统”的推广应用明显加快，并向高品质UPS组合式发展，成为今后一段时间的发展方向。随着国家《可再生能源法》及《可再生能源产业指导目录》的制定，相继还会有多种配套措施及税收优惠扶植政策出台，必将提高生产企业的生产积极性，促进产业发展。目前我国尚有2.8万个村、700万户、2,800万人口没有用上电，且分散居住在边远山区、农牧区、常规电网很难达到，有关专家分析700万无电用户中、300万户可用微水电解决用电，而400万户可以用小型风力发电或风光互补发电，满足农牧民用电需要。作为可再生能源主要支柱之一的小型风力发电行业在2005年度得到长足的发展，其中200W、300W、500W机组共生产24,123台，占全年总产量的72.5%；并且，由于汽油、柴油、煤油价格飞涨，且供应渠道不畅通，内陆、江湖、渔船、边防哨所、部队、气象站和微波站等使用柴油发电机的用户逐步改用风力发电机或风光互补发电UPS系统。而随着3G通讯时代的到来，通讯基站的大量建立，大容量的UPS系统也显得尤为重要，如何维持长时间稳定的工作，称为一项重要的指标，同时也为通讯的畅通无阻提供了可靠地保障。这样看来无论在民用，商用，军队，政府机构，信息科研等领域基于风能发电的UPS系统都能找到他的用武之地。而且随着信息化社会的到来还会越发的凸显出它的重要作用。7致谢非常感谢张老师和陈老师在毕业设计及论文写作中给予我们的指导与帮助。从毕业设计和论文写作一开始，张老师就给我们制订了详尽却又环环相扣的计划，并且在每周都进行检查和指导，使我们循序渐进、有条不紊地展开论文设计。在这个实用性很强的课题中，张老师由点到面的指导让我们少走了很多弯路，也让我们学到很多书本上没有的内容。同时感谢同学在毕业设计期间与我紧密的合作和支持。在设计中，虽然各有侧重，但我们几乎每天都要一起在实验室里研究相关资料与文献、讨论软硬件的结合、构思程序在电路上的实现方式。他们的踏实肯干以及连贯的专业知识让我印象深刻，非常值得我的学习。参考文献[1]世界风能协会.2005年全球风能统计［J］.中国风能，2006（1）：17～20[2]贺德馨:2020年中国的科学和技术发展研究［J］.科技和产业,2004,4(1):36[3]李德孚:2005年小型风力发电行业现状与发展［J］.中国风能,2006,(2):9～11[4]李成章.智能化UPS供电系统原理与维修[M].北京:电子工业出版社,1999[5]王翠珍，唐金元.可调直流稳压电源电路的设计［J］.中国测试技术，2006[6]李成章.现在UPS电源及电路图集[M].北京:电子工业出版社,2001.[7]张广明,沈卫东,曲颖,等UPS高可用供电系统设计与应用[M].北京:北京人民邮电出版社,2004[8]王其英,刘秀荣.新型不停电电源(UPS)的管理使用和维护[M]北京:北京人民邮电出版社,2005[9]User’sManualforseriesAP200.1996[10]钱希森.小型UPS原理及应用[M]北京:科学出版社,2000[11]候振义,王义明.UPS电路分析与维修[M].实用能源技术,北京:科学出版社,2000[12]蔡宣三.静止型UPS的发展动向［J］.电信技术,1992(3):8-4[13]周俊杰,钱晓耀,陈上挺.一种基于PIC系列单片机的SPWM逆变电源［J］.机电工程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]林国庆，雷德森，张冠生.试论电器与电力电子技术的结合［J］.低压电器，1997，12(03)：249～252[18]张文利，彭燕昌，孙广平等.高压开关电源的研制［J］.高电压技术，[19]贾艳明,严萍,庄洪春.变压器在IGBT串联技术中的应用［J］.变压器,[20]王亚君.TL494及其在半桥变换开关电源中的应用［J］.现代电子技术，2004附录1PFC控制电路图附录2主控部分电路附录3程序清单*文件名:MAIN.C*描述：ups电源*********************************************************************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转换功能unsignedcharindex;//指数输入正弦波参考表unsignedcharsign;//展开正弦波参考表longreference;//价值正弦波引用后展开unsignedcharreference_lo@reference;longout_volt;//输出电压;longy;//长变量ylongyold;longx;longxold;longad_value;//A/D转换器voidmain(void){CLRWDT();PORTC=0;DDRC=0x22;//给寄存器C赋值DDRB=0;//给寄存器B赋值PR1=0xFF;//PR1装入（24.4Khz@25Mhz时钟）PW1DCL=0;//设置低比特率为0的PWMPW1DCH=0;//初始化的PWM占空比为0T0STA=0x20;//ConfigureTimer0prescaler设置定时器0分频器INTSTA.T0IE=1;//允许定时器0中断TCON1.TMR1CS=0;TCON1.T16=0;TCON2.TMR1ON=1;//开启定时器1（PWM定时器）TCON2.PWM1ON=1;//接通PWMCPUSTA.GLINTD=0;//屏蔽中断index=0;//初始化变量sign=0;y=0;yold=0;x=0;xold=0;PORTC.0=1;//启动逆变器while(1);//在常规的循环里执行中断}#ifdefFEEDBACK__TMR0()//定时器中断{T0STA.T0CS=0;//中止定时器PORTB.7=1;#ifdef60HzTMR0L=0xA5;TMR0H=0xF9;//定时器03.84KHz中断60Hz输出#endif#ifdef50HzTMR0L=0x5F;//定时器03.20KHz中断50Hz输出TMR0H=0xF8;#endifT0STA.T0CS=1;//Starttimer开启定时器CLRWDT();reference=0;//ClearReferenceValue参考值清0reference_lo=pwmtab[index];//查找正弦波的参考值if(!index)//触发器通过表格的循环正负变换sign=~sign;++index;//指数增量if(index==32)//如果是表格的最后，重复循环index=0;if(sign){reference=~reference;//编译器在-1.21V不工作reference=reference+1;//ref<=0}ad_value=read_ad(0);out_volt=ad_value-512;//读输出电压//从表达式y=yold+(0.09261*(x+xold))//在该处yold,xold和前面的y，x是等价的//x是<错误信号>，形式是不同的输出//变换器和参考信号x=out_volt-reference;y=((x+xold)*24);y=y/256;y=y+yold;if(y>=0){PORTC.2=0;//置高电平去循环}else{PORTC.2=1;//置低电平去循环y=~y;y=y+1;}if(y>255)y=255;//限定yPW1DCH=y;//更新循环的有效率xold=x;//储存先前同样的状态yold=y;PORTB.7=0;}#endif#ifdefOPEN_LOOP//变换器在OPEN_LOOP循环下工作__TMR0()//定时器中断{T0STA.T0CS=0;//中止定时器#ifdef60HzTMR0L=0xA5;TMR0H=0xF9;//定时器03.84KHz中断60Hz输出#endif#ifdef50HzTMR0L=0x5F;//定时器03.20KHz中断50Hz输出TMR0H=0xF8;#endifT0STA.T0CS=1;//开启定时器CLRWDT();PW1DCH=pwmtab[index];if(!index){PORTC.0=0;//驱动器关闭PORTC.2=~PORTC.2;//倒装名次/否