基于DSP在線式UPS不間斷電源控制系統的研究

　　PWM產生電路模塊

　　三角波產生電路的輸入信號是來自DSP的EPWM1A的引腳,該信號是PWM信號，它經過積分后，變為三角波，送入PWM產生電路。來自TMS320F28335的PWM信號EPWM2A經過二階低通濾波后，產生正弦參考波信號，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行調控作用。如圖8所示是三角波和正弦波的產生電路。

　　圖8 三角波和正弦波的產生電路

　　PWM產生電路模塊如圖9所示，它采用正弦脈寬調制(SPWM)法來實現脈寬調制的目的。根據調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的時間間隔的正脈沖。圖中PWM_OFF信號用于控制PWM的輸出，當該信號為低電平時無PWM輸出。

　　圖9 PWM產生電路模塊

　　繼電器控制電路模塊

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

　　外擴存儲器模塊

　　外擴的存儲器電路，該電路主要用于記錄系統的工作狀況，比如每天系統的負載量、市電電壓、工作時間等。所記錄的數據通過RSR232通信接口供給PC端軟件分析，實現人機界面的多功能性。外擴存儲器具有512K*8Bits FLASH和4K*8bits SRAM存儲空間，DSP與外擴存儲器通過通信協議進行數據傳輸。

　　峰鳴產生電路模塊

　　峰鳴產生電路模塊，當來自TMS32028335的GPIO63引腳輸出高電平時，系統峰鳴。

　　系統的軟件設計

　　整個系統程序流程如圖10所示。

　　圖10 系統程序流程圖

　　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; // 復位排序器

　　AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; // 清中斷標志位

　　PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // 開中斷應答

　　實驗結果

　　在實驗過程中，利用示波器檢測穩定狀態下逆變器輸出電壓跟蹤交流電網電壓的波形，由結果可知逆變器系統基本可以實現無靜差跟蹤。電網突然掉電時，系統切換保護波形，切換時間<10ms，表明該UPS電網失電檢測速度快，切換時間短;交流電網欠壓 <190V時，UPS輸出由電網轉換為逆變器對負載供電的波形，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突加負載時輸出電壓動態響應波形，可見輸出電壓波動小，恢復時間<40ms ，動態響應速度快，滿足了穩定、動態性能要求。

　　系統的基本參數

　　結束語

　　在線式UPS不間斷電源控制系統以TMS320F28335作為主控芯片較以往傳統的模擬系統具有結構緊湊、可靠性好、精度高、調試方便，以及成本低等優點，完全體現了數字控制的優勢。從試驗結果看，完全滿足系統要求。最終可向用戶提供可靠、準確、穩定的電源電壓，實現了在線式UPS 的數字化、智能化和網絡化，具有較好的市場應用前景。