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1 不 间 断 电 源 参 考 设 计 PICREF- 引 言 有 时, 来 自 壁 式 插 座 的 电 源 并 不 是 干 净 和 不 间 断 的 许 多 异 常 情 况 诸 如 断 电 持 续 低 电 压 尖 峰 浪 涌 以 及 噪 声 等 就 会 发 生 在 最 好 的 情 况 下, 电 源 中 断 可 能 只 是 引 起 不 便 在 最 糟 的 情 况 下, 电 源 中 断 可 能 会 造 成 计 算 机 系 统 数 据 丢 失 或 者 损 坏 电 子 设 备 不 间 断 电 源 (Uninterruptible Power Supply,UPS) 的 功 能 就 是 作 为 缓 冲, 向 脆 弱 的 电 子 设 备 提 供 干 净 可 靠 的 电 源 UPS 的 基 本 概 念 是 : 在 正 常 工 作 情 况 下 存 储 能 量 ( 通 过 对 电 池 充 电 ), 在 电 源 故 障 时 释 放 能 量 ( 通 过 从 直 流 到 交 流 的 转 换 ) 传 统 UPS 系 统 采 用 模 拟 元 器 件 进 行 设 计 现 在, 这 些 系 统 可 利 用 集 成 交 流 正 弦 波 生 成 功 能 的 单 片 机, 并 提 供 以 下 所 列 的 许 多 优 点 PIC7C 单 片 机 优 点 高 质 量 正 弦 波 高 吞 吐 量 容 许 高 质 量 输 出 灵 活 性 仅 通 过 修 改 软 件 就 可 改 变 内 核 控 制 特 性 和 操 作 设 计 具 有 可 移 植 性 可 变 环 路 响 应 数 字 滤 波 减 少 了 元 器 件, 降 低 了 复 杂 性 集 成 外 设 接 口 简 单 易 测 性 缩 短 产 品 投 向 市 场 的 周 期 PICREF- 概 述 Microchip Technology PICREF- UPS 参 考 设 计 提 供 了 利 用 单 片 机 的 灵 活 性 设 计 不 间 断 电 源 的 现 成 解 决 方 案 PIC7C 单 片 机 处 理 UPS 系 统 的 所 有 控 制 PIC7C 是 独 一 无 二 的, 因 为 它 提 供 了 高 性 能 低 成 本 的 解 决 方 案, 这 在 其 他 单 片 机 上 是 找 不 到 的 PIC7C PWM 控 制 一 个 逆 变 器, 在 滤 波 之 后, 逆 变 器 输 出 将 产 生 一 个 交 流 输 出 正 弦 波 根 据 故 障 类 型, 故 障 信 令 可 从 PIC7C 内 部 或 者 外 部 产 生 故 障 将 禁 止 整 个 逆 变 器 PIC7C 监 视 输 出 电 压 和 电 流, 以 对 直 流 偏 移 和 负 载 变 化 做 出 实 时 校 正 调 整 PIC7C 控 制 所 有 的 模 块 同 步, 也 控 制 着 逆 变 器 及 反 馈 PIC7C 通 过 使 用 过 零 检 测 实 现 输 入 电 压 / 相 位 与 输 出 电 压 / 相 位 的 同 步 由 PIC7C 处 理 所 有 内 部 模 块 同 步 控 制 算 法 和 软 件 都 是 采 用 C 语 言 编 写 的, 以 便 于 维 护 和 移 植 PICREF- 主 要 特 性 真 正 的 UPS 拓 扑 结 构 真 正 的 正 弦 波 输 出 点 对 点 输 出 校 正 00 VA 额 定 值 0/0 V 输 入 本 出 版 物 所 述 的 信 息 仅 为 您 提 供 建 议, 它 们 可 能 由 更 新 之 信 息 所 替 代 Microchip 对 因 这 些 信 息 的 准 确 性 或 使 用 以 及 由 使 用 或 其 他 形 式 构 成 的 专 利 侵 犯, 不 做 任 何 声 明 或 担 保, 也 不 承 担 由 此 造 成 的 任 何 责 任 确 保 每 个 UPS 得 到 充 分 设 计 安 全 使 用 以 及 在 其 使 用 过 程 中 兼 顾 所 有 遇 到 的 条 件, 是 每 个 用 户 应 负 的 责 任 典 型 参 数 在 不 同 的 应 用 中 可 能 也 一 定 会 变 化 每 个 客 户 的 所 有 的 工 作 参 数, 包 括 典 型 参 数, 都 必 须 由 客 户 技 术 专 家 确 认 证 实 除 非 Microchip 公 司 做 出 了 明 确 的 书 面 同 意, 否 则, Microchip 公 司 没 有 授 权 其 产 品 用 作 生 命 维 持 系 统 中 的 关 键 部 件 在 Microchip 知 识 产 权 保 护 下, 不 得 暗 中 或 以 其 他 方 式 转 让 任 何 许 可 证 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

2 PICREF- 目 录 系 统 概 述... 硬 件 概 述... 6 软 件 概 述... 9 测 试 结 果... 设 计 背 景... 5 设 计 修 改... 7 附 录 A: 系 统 规 范... 9 附 录 B: 原 理 图... 9 附 录 C: 软 件...7 附 录 D:PCB 布 线 和 生 产 加 工 图... 附 录 E: 元 器 件 清 单 (BOM)... 5 附 录 F: UPS 演 示 单 元... 5 致 谢 项 目 主 管 工 程 师 : Robert Schreiber, Microchip Technology 参 考 设 计 文 档 : Robert Schreiber, Microchip Technology 系 统 和 代 码 开 发 : Airborne Power ( 顾 问 ) Guy Gazia (guyg@airbornepower.com) David Karipides (davek@airbornepower.com) Terry Allinder DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

3 PICREF- 系 统 概 述 PICREF- 系 统 的 功 率 流 如 图 所 示 不 间 断 电 源 (UPS) 可 以 是 基 于 输 入 电 源 ( 如 果 该 部 件 已 插 入 ) 或 基 于 电 池 的 供 电 电 源 功 率 流 在 使 用 输 入 电 源 时, 对 输 入 电 源 进 行 滤 波 以 消 除 共 模 噪 声, 并 通 过 输 入 电 源 保 护 电 路 防 止 浪 涌 / 尖 峰 功 率 接 着 进 入 功 率 因 数 校 正 (power factor correction,pfc) 模 块, 该 模 块 强 制 输 入 电 流 为 正 弦 波 以 便 更 加 高 效 地 利 用 功 率 PFC 模 块 还 对 输 入 的 交 流 电 源 进 行 整 流, 以 产 生 可 被 其 他 功 能 模 块 使 用 的 稳 压 直 流 电 源 整 流 后 的 交 流 电 源 电 压 通 过 二 极 管 与 电 池 升 压 电 路 产 生 的 直 流 电 压 相 或 将 电 池 升 压 电 路 的 电 压 设 置 得 比 整 流 后 的 交 流 输 入 电 压 稍 微 低 一 些, 这 样, 在 正 常 条 件 下, 由 整 流 后 的 交 流 输 入 电 源 对 负 载 供 电 一 旦 整 流 后 的 交 流 输 入 电 源 的 电 压 低 于 电 池 升 压 电 路 的 直 流 电 压, 将 由 电 池 升 压 模 块 供 电 在 此 模 式 下, 将 关 闭 电 池 充 电 器 以 避 免 在 电 池 上 产 生 额 外 负 载 ( 即, 这 样 电 池 便 不 能 对 自 己 充 电 ) 或 操 作 后 产 生 的 直 流 母 线 电 压 可 供 给 自 由 运 行 斩 波 器, 自 由 运 行 斩 波 器 一 方 面 将 直 流 母 线 与 H 桥 逆 变 器 隔 离, 同 时 还 将 该 直 流 电 压 放 大 一 倍 以 使 逆 变 器 能 够 在 0 或 0V 电 压 下 工 作 对 斩 波 器 的 输 出 进 行 滤 波 以 消 除 开 关 噪 声, 然 后 供 给 H 桥 PIC7C 单 片 机 通 过 硬 件 保 护 电 路 和 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 (Insulated Gated Bipolar Transistor, IGBT) 驱 动 器 驱 动 H 桥, 从 而 控 制 逆 变 器 H 桥 输 出 经 过 滤 波, 并 使 用 与 输 入 交 流 电 压 同 步 的 交 流 正 弦 波 驱 动 负 载 A/D 转 换 器 为 PIC7C 提 供 反 馈, 以 对 输 出 进 行 监 视 通 过 PIC7C 处 理 所 有 模 块 同 步 控 制 和 故 障 检 测 操 作 图 : PICREF- 不 间 断 电 源 (UPS) 框 图 功 率 流 电 池 和 电 池 充 电 器 电 池 升 压 电 路 充 电 控 制 BBC 同 步 PIC7C Enable PWM Pos_Neg Fault A/D 硬 件 保 护 电 流 检 测 电 压 检 测 输 入 电 源 0/0 V 50/60 Hz 过 零 检 测 PFC 同 步 斩 波 器 同 步 逆 变 器 控 制 IGBT 驱 动 器 逆 变 器 故 障 输 出 电 源 0/0 V 50/60 Hz 输 入 电 源 保 护 功 率 因 数 校 正 和 整 流 自 由 运 行 斩 波 器 H 桥 ( 逆 变 器 ) 输 出 滤 波 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

4 PICREF- 逆 变 器 工 作 原 理 H 桥 电 路 通 过 产 生 生 成 正 弦 波 所 需 的 单 独 的 正 极 性 和 负 极 性 周 期 信 号 来 工 作 PIC7C 控 制 所 有 到 硬 件 保 护 电 路 和 IGBT 驱 动 器 的 信 号, 从 而 控 制 正 弦 波 的 生 成 ( 图 ) 软 件 故 障 / 未 使 能 将 FAULT 驱 动 为 高 电 平 将 禁 止 逆 变 器 的 功 率 级 硬 件 故 障 当 任 一 IGBT 有 退 出 饱 和 的 动 作, 即 H 桥 上 存 在 一 个 很 严 重 的 外 部 短 路, 以 致 在 某 个 导 通 的 开 关 上 产 生 了 一 个 相 当 大 的 电 压, 这 时 硬 件 保 护 逻 辑 将 自 动 禁 止 逆 变 器 的 功 率 级 此 特 性 可 防 止 由 于 短 路 而 立 即 损 坏 开 关 器 件 只 要 所 有 退 出 饱 和 信 号 (Q9/Q0/Q/Q OC 警 报 ) 都 不 处 于 低 电 平, 就 可 以 使 能 功 率 级 在 PIC7C 刚 上 电 时,ENABLE 线 (PORTC,bit0) 将 处 于 高 阻 态 下 拉 电 阻 可 使 ENABLE 线 保 持 低 电 平, 这 样, 系 统 初 始 化 时 可 能 产 生 的 任 何 杂 散 信 号 都 不 会 驱 动 H 桥 如 果 任 一 个 退 出 饱 和 信 号 变 为 低 电 平, 且 FAULT 信 号 变 为 高 电 平, 则 将 向 PIC7C 报 告 发 生 了 外 部 故 障 这 将 会 禁 止 H 桥 通 过 将 ENABLE 线 拉 为 低 电 平 然 后 再 拉 为 高 电 平, 来 复 位 触 发 器 以 允 许 PIC7C 再 次 驱 动 H 桥 可 重 新 使 能 逆 变 器 PIC7C 单 片 机 和 硬 件 保 护 电 路 可 在 PICREF- 逆 变 器 控 制 卡 上 找 到 IGBT 驱 动 电 路 可 在 逆 变 器 驱 动 卡 上 找 到 这 些 卡 的 原 理 图 如 附 录 B 所 示 图 : 逆 变 器 工 作 原 理 Q9 驱 动 Q9_G PIC7C ENABLE PWM POS_NEG FAULT 硬 件 保 护 Q0 驱 动 Q 驱 动 Q 驱 动 Q9 OC 警 报 Q0 OC 警 报 IGBT 驱 动 器 Q0_G Q_G Q_G Q9_C Q0_C Q OC 警 报 Q_C Q OC 警 报 Q_C 直 流 母 线 Q9_C Q0_C 简 易 H 桥 ( 逆 变 器 ) Q9_G Q_C Q9 Q0_G Q_C Q0 L L 交 流 高 电 压 交 流 低 电 压 输 出 滤 波 交 流 输 出 Q_G Q Q_G Q DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

5 PICREF- 正 常 工 作 在 正 常 工 作 模 式 (FAULT 线 为 低 电 平 且 ENABLE 线 为 高 电 平 ) 下,Q9 Q0 Q 和 Q 的 状 态 由 POS_NEG 和 PWM 信 号 决 定 这 些 信 号 经 过 可 产 生 晶 体 管 (QX) 驱 动 信 号 的 控 制 逻 辑 ( 见 附 录 B 中 的 逆 变 器 控 制 卡 原 理 图 ) 控 制 逻 辑 可 使 IGBT 对 Q9, Q 和 Q0,Q 在 导 通 之 前 保 持 微 秒 的 关 断 状 态 这 可 以 防 止 在 PWM 信 号 的 状 态 改 变 期 间 发 生 直 通 现 象 由 于 IGBT 的 关 断 时 间 相 对 较 慢, 所 以 这 很 有 必 要 这 可 以 防 止 互 补 对 同 时 导 通 表 描 述 了 针 对 不 同 POS_NEG 和 PWM 输 入 值 的 驱 动 值 表 POS_NEG 逆 变 器 控 制 信 号 PWM Q9 驱 动 Q0 驱 动 Q 驱 动 Q 驱 动 QX 驱 动 = -> 晶 体 管 QX 关 断 QX 驱 动 = 0 -> 晶 体 管 QX 导 通 晶 体 管 驱 动 信 号 送 给 IGBT 驱 动 电 路 ( 逆 变 器 驱 动 卡 ) 以 决 定 每 个 晶 体 管 的 状 态 ( 导 通 或 关 断 ) 驱 动 信 号 对 应 于 IGBT 关 断, 驱 动 信 号 0 对 应 于 IGBT 导 通 从 表 可 以 看 出, 当 POS_NEG 信 号 为 0 时, Q0 保 持 导 通,Q 保 持 关 断, 而 以 互 补 方 式 用 PWM 信 号 对 Q9 和 Q 进 行 调 制 类 似 地, 当 POS_NEG 信 号 为 时,Q9 保 持 导 通,Q 保 持 关 断, 而 以 互 补 方 式 用 PWM 信 号 对 Q0 和 Q 进 行 调 制 因 此, 来 自 H 桥 的 差 分 输 出 信 号 的 平 均 值 与 PWM 信 号 的 占 空 比 成 比 例 关 系, 且 可 由 POS_NEG 信 号 设 置 其 极 性 输 出 滤 波 器 对 此 脉 冲 串 进 行 平 滑, 所 有 保 留 下 来 的 脉 冲 信 号 就 是 PWM 信 号 的 平 均 值 ( 图 ) 要 了 解 PIC7C 如 何 确 定 对 H 桥 晶 体 管 的 调 制, 请 参 见 软 件 概 述 部 分 图 : 逆 变 器 波 形 交 流 输 出 交 流 高 / 低 电 压 T POS_NEG PWM T 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 5 页

6 PICREF- 硬 件 概 述 此 部 分 描 述 了 PICREF- 硬 件 以 及 它 如 何 在 UPS 系 统 中 发 挥 作 用 硬 件 详 细 信 息 ( 原 理 图 ) 可 在 附 录 B 中 找 到 单 片 机 图 5 给 出 了 一 个 典 型 的 模 拟 UPS 解 决 方 案 使 用 单 片 机 可 极 大 地 简 化 此 设 计 也 就 是 说, 直 流 偏 移 放 大 器 误 差 放 大 器 和 PWM 驱 动 的 功 能 都 可 以 用 软 件 实 现 因 此, 通 过 更 改 代 码 即 可 完 成 对 设 计 的 修 改, 而 无 须 更 改 元 器 件 而 且, 还 不 必 生 成 外 部 参 考 正 弦 波 ; 而 由 单 片 机 来 生 成 参 考 正 弦 波 PIC7C 是 PICREF- 的 核 心 ( 图 ) 哈 佛 构 架 的 高 性 能 为 用 户 提 供 了 生 成 高 品 质 正 弦 波 所 需 的 吞 吐 量 单 周 期 乘 法 意 味 着 更 快 的 程 序 执 行 速 度 以 及 对 波 形 变 化 的 更 快 响 应 只 需 要 使 用 0 位 PWM 中 的 8 位 来 生 成 高 品 质 输 出 波 形 此 外, 使 用 PIC7C 单 片 机 使 得 客 户 能 够 使 用 可 用 于 多 个 产 品 的 同 一 内 核 控 制 ( 可 移 植 性 ) 和 通 过 修 改 软 件 来 添 加 增 强 功 能 ( 灵 活 性 ) 使 用 PIC7C 意 味 着 可 使 用 可 变 环 路 响 应 或 能 经 过 调 整 以 适 应 不 同 负 载 的 软 件 由 于 数 字 滤 波 减 少 了 进 行 模 拟 滤 波 所 必 需 的 元 器 件, 所 以 这 也 是 使 用 单 片 机 的 又 一 个 优 点 而 且, 高 级 别 的 外 设 集 成 ( 来 自 PIC7C 的 USART 和 PWM 模 块 ) 可 进 一 步 降 低 设 计 的 复 杂 性 这 可 以 缩 短 开 发 时 间 并 减 少 所 需 的 元 器 件 模 拟 到 数 字 的 转 换 也 增 强 了 设 计 的 可 重 复 性 可 生 产 性 和 灵 活 性 产 品 测 试 也 变 得 更 加 容 易, 同 时 缩 短 了 上 市 时 间 图 : VDD RC0/AD0 RC/AD RC/AD RC/AD RC/AD RC5/AD5 RC6/AD6 RC7/AD7 VSS RB0/CAP RB/CAP RB/PWM RB/PWM RB/TCLK RB5/TCLK RB6 RB7 OSC/CLKIN OSC/CLKOUT PIC7C 引 脚 排 列 PDIP CERDIP 和 窗 口 片 CERDIP PIC7CX RD0/AD8 RD/AD9 RD/AD0 RD/AD RD/AD RD5/AD RD6/AD RD7/AD5 MCLR/VPP VSS RE0/ALE RE/OE RE/WR TEST RA0/INT RA/T0CKI RA RA RA/RX/DT RA5/TX/CK 图 5: 典 型 模 拟 解 决 方 案 +00Vdc H 桥 驱 动 A Q 驱 动 B Q 直 流 母 线 直 流 - 直 流 转 换 器 交 流 输 出 驱 动 B Q 驱 动 A Q +Vcc 误 差 放 大 器 直 流 偏 移 校 正 + - 差 分 放 大 器 +V + - -V 驱 动 A 驱 动 B PWM 驱 动 + - -Vcc 参 考 正 弦 波 DS050C_CN 第 6 页 008 Microchip Technology Inc.

7 PICREF- 输 入 电 源 监 视 监 视 输 入 电 源 来 确 定 输 出 波 形 的 值 因 此, 如 果 输 入 电 压 为 0V, 那 么 输 出 电 压 也 为 0V ; 如 果 输 入 为 0V, 输 出 也 为 0V 原 理 图 ( 附 录 B) 中 显 示 的 0V/0V 继 电 器 ( 功 率 开 关 ) 尚 未 实 现, 因 为 这 是 软 件 日 常 操 作 功 能 的 一 部 分 输 入 电 源 保 护 输 入 滤 波 电 路 为 UPS 提 供 了 输 入 保 护 功 能 并 与 电 源 隔 离 开 该 电 路 的 主 要 组 件 是 压 敏 电 阻 MOV ( 可 抑 制 浪 涌 / 尖 峰 ) 和 输 入 电 源 线 滤 波 器 共 模 滤 波 器 可 防 止 UPS 开 关 噪 声 返 回 到 主 电 源 线 中 图 6: 来 自 电 源 线 的 电 源 金 属 氧 化 物 压 敏 电 阻 (MOV) 输 入 滤 波 电 路 共 模 滤 波 器 输 入 电 源 0/0 V EMI/RFI 滤 波 和 尖 峰 / 浪 涌 保 护 在 功 能 强 大 的 UPS 设 计 中 非 常 重 要 输 入 滤 波 很 大 程 度 上 依 赖 于 设 计 规 范 ( 屏 蔽 接 地 和 布 线 等 ), 所 以 遵 守 好 的 设 计 规 则 和 进 行 测 试 是 验 证 实 际 性 能 的 唯 一 方 法 功 率 因 数 校 正 和 整 流 PICREF- 尚 未 实 现 此 部 分 功 能 但 在 这 里 将 讨 论 功 率 因 数 校 正 电 路 在 UPS 中 如 何 发 挥 作 用 的 理 论 知 识, 附 录 B 中 给 出 了 一 个 常 规 PFC 原 理 图 输 入 滤 波 电 路 的 输 出 提 供 给 功 率 因 数 校 正 (PFC) 电 路 PFC 电 路 通 过 全 波 整 流 器 生 成 稳 压 直 流 母 线 电 压, 然 后 供 给 升 压 转 换 器 PFC 控 制 系 统 由 两 个 反 馈 环 组 成 电 流 环 强 制 输 入 电 流 与 输 入 电 压 的 波 形 和 相 位 相 匹 配, 从 而 产 生 更 高 的 功 率 因 数 辅 助 外 环 可 调 节 输 入 电 流 的 幅 值, 从 而 输 出 稳 定 的 直 流 电 压 该 电 路 还 可 以 检 测 输 入 电 压 的 幅 值, 这 用 来 设 置 输 出 电 压 幅 值 PFC 的 同 步 由 单 片 机 控 制 在 设 计 高 功 率 要 求 的 应 用 时 会 用 到 PFC 在 讨 论 系 统 的 功 率 要 求 时, 必 须 小 心 定 义 术 语 在 直 流 系 统 中, 直 流 源 为 实 际 负 载 提 供 有 功 电 流 该 系 统 的 功 率 可 定 义 为 以 瓦 特 ( 伏 x 安 ) 为 单 位 从 其 本 质 而 言, 开 关 电 源 的 功 率 因 数 较 低 这 是 由 于 电 流 在 电 压 正 弦 波 峰 值 时 为 窄 脉 冲 形 式 的 缘 故 这 会 增 加 电 流 的 RMS 值, 限 制 从 典 型 壁 式 插 座 汲 取 的 电 流 因 此, 通 过 功 率 因 数 校 正 可 增 大 可 用 功 率 并 降 低 失 真 下 列 示 例 说 明 了 PFC 如 何 提 高 通 过 典 型 电 源 插 座 驱 动 负 载 的 能 力 例 : 功 率 因 数 校 正 的 使 用 电 压 源 的 电 压 为 0 V ±0%, 电 流 为 0 A(0% 的 降 额 ) UPS PFC 的 输 入 为 0.95 UPS 的 效 率 为 70% 负 载 为 一 个 工 作 站, 它 的 额 定 功 率 为 900 W, PF 为 0.65 能 否 使 用 额 定 功 率 为 00 VA 的 UPS 和 标 准 电 源 插 座 (0A) 驱 动 此 负 载? 负 载 功 率 : PF = (Pout W/ Pout VA) 0.65 = 900 W / Pout VA Pout VA = 8 VA 输 入 功 率 : Pin W = Pout W / 效 率 Pin W = 900 W / 0.70 Pin W = 86 W Pin W = Vin ( 最 小 值 )* Iin * PFC 86 W = 08 V * Iin * 0.95 Iin =.5 A 可 用 电 流 : 0 A x 80% = 6 A (VA 的 单 位 为 伏 * 安 功 率 消 耗 的 单 位 为 瓦 PF 为 W/VA, 计 算 机 的 PF 值 通 常 为 ) 从 输 出 功 率 角 度 看, 工 作 站 的 负 载 功 率 低 于 00 VA, 所 以 可 以 驱 动 该 设 备 从 输 入 功 率 角 度 看, 需 要 的 功 率 为 86 W, 在 最 小 输 入 电 压 时 可 转 换 成.5 A 的 电 流 电 源 插 座 的 降 额 电 流 为 6 A, 所 以 电 源 插 座 有 能 力 提 供 对 UPS 供 电 所 需 的 电 流 但 是, 如 果 输 入 端 的 PF 为 0.65, 而 不 是 0.95, 那 么 所 需 的 电 流 就 会 变 成 8. A, 这 便 违 反 了 降 额 条 件 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 7 页

8 PICREF- 电 池 电 池 充 电 器 和 电 池 升 压 电 路 PICREF- 尚 未 实 现 此 部 分 功 能 但 在 这 里 将 给 出 备 用 电 池 电 路 ( 电 池 电 池 充 电 器 和 电 池 升 压 电 路 ) 如 何 在 UPS 中 发 挥 作 用 的 理 论 知 识 一 旦 母 线 电 压 超 过 0V 直 流 电 压, 那 么 电 池 将 通 过 输 入 电 源 充 电 当 母 线 电 压 降 至 0V 直 流 电 压 以 下 时, 关 闭 输 入 电 源 使 能 电 池 供 电 时, 将 关 闭 电 池 充 电 器 电 路 通 过 电 池 升 压 ( 推 挽 式 ) 电 路,8V 的 电 池 直 流 母 线 电 压 可 升 压 为 60V 电 池 升 压 后 的 电 压 略 低 于 输 入 电 源 生 成 的 电 池 充 电 器 母 线 电 压 这 样 做 可 以 使 得 正 常 工 作 模 式 下 的 电 源 为 输 入 电 源 由 于 UC85 PWM 控 制 器 中 集 成 了 驱 动 保 护 电 路 且 成 本 较 低, 所 以 常 被 用 于 电 池 升 压 控 制 电 路 中 对 UC85 进 行 了 优 化, 使 其 可 用 于 高 频 开 关 电 源 应 用 中 最 大 程 度 地 提 高 误 差 放 大 器 的 带 宽 和 斜 率 时, 应 特 别 注 意 通 过 比 较 器 和 逻 辑 电 路 将 传 播 延 时 降 至 最 低 此 控 制 器 设 计 用 于 具 有 输 入 电 压 前 馈 能 力 的 电 流 模 式 或 电 压 模 式 系 统 中 保 护 电 路 包 括 一 个 阈 值 为 V 的 限 流 比 较 器 一 个 TTL 兼 容 关 断 端 口 和 一 个 两 倍 最 大 占 空 比 箝 位 的 软 启 动 引 脚 该 逻 辑 被 完 全 锁 定, 以 提 供 无 抖 动 操 作 并 禁 止 输 出 端 的 多 个 脉 冲 带 有 800 mv 滞 后 的 欠 压 锁 定 电 路 可 确 保 低 启 动 电 流 在 欠 压 锁 定 期 间, 输 出 为 高 阻 抗 该 器 件 使 用 图 腾 柱 输 出 来 对 容 性 负 载 ( 例 如 功 率 MOSFET 的 栅 极 ) 灌 / 拉 高 峰 值 电 流 导 通 状 态 设 计 为 高 电 平 直 流 母 线 80V 直 流 母 线 可 由 主 电 源 ( 正 常 工 作 条 件 下 ) 或 电 池 升 压 电 路 ( 无 电 源 条 件 下 ) 产 生 可 在 输 入 端 对 直 流 母 线 进 行 滤 波 以 滤 除 噪 声 和 尖 峰, 然 后 供 给 自 由 运 行 斩 波 器 自 由 运 行 斩 波 器 自 由 运 行 斩 波 器 可 生 成 两 倍 于 直 流 母 线 电 压 幅 值 的 方 波 该 斩 波 器 的 频 率 为 00 khz, 方 波 的 占 空 比 约 为 5% 可 使 用 电 流 互 感 器 检 测 电 流 由 于 UC85 PWM 控 制 器 具 有 高 PWM 频 率 和 低 成 本 的 优 势, 所 以 被 采 用 自 由 运 行 斩 波 器 的 输 出 供 给 了 变 压 器, 该 变 压 器 可 生 成 基 于 电 源 电 压 幅 值 的 输 出 电 压 继 电 器 选 择 可 产 生 0V 或 0V 交 流 输 出 电 压 的 中 心 抽 头 变 压 器 的 次 级 线 圈 对 输 出 进 行 整 流, 以 形 成 占 空 比 为 90-9% 的 方 波 这 样 做 可 将 纹 波 以 及 元 件 承 受 的 压 力 降 至 最 低 添 加 了 缓 冲 电 路, 以 释 放 由 电 感 的 寄 生 电 容 产 生 的 电 流 以 及 占 空 比 关 闭 期 间 产 生 的 电 压 尖 峰 通 过 PIC7C 处 理 斩 波 器 电 路 的 同 步 操 作 在 同 步 信 号 丢 失 时, 斩 波 器 有 一 个 内 部 同 步 源 逆 变 器 和 输 出 滤 波 逆 变 器 的 输 入 是 自 由 运 行 斩 波 器 整 流 后 的 方 波 在 经 过 适 当 的 直 流 母 线 电 压 滤 波 后, 此 波 形 将 供 给 H 桥 电 路 ( 图 ) H 桥 电 路 由 以 5 MHz 频 率 运 行 的 PIC7C 控 制 H 桥 的 ( 差 分 ) 输 出 由 矩 形 脉 冲 波 形 组 成, 它 具 有 5 khz 的 恒 定 频 率, 且 其 占 空 比 可 变 以 与 期 望 的 输 出 正 弦 波 的 绝 对 值 一 致 输 出 滤 波 可 生 成 平 滑 的 正 弦 波 H 桥 的 Q9 和 Q0 上 都 有 缓 冲 电 路, 此 缓 冲 电 路 可 将 尖 峰 释 放 回 直 流 母 线 上, 以 将 元 件 承 受 的 压 力 降 至 最 低 电 感 L 和 L 可 抑 制 纹 波, 而 其 他 电 感 电 容 和 分 立 元 件 可 进 一 步 对 输 出 电 压 进 行 滤 波 硬 件 保 护 和 IGBT 驱 动 器 PIC7C 通 过 硬 件 保 护 电 路 和 H 桥 的 驱 动 器 控 制 逆 变 器 由 于 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 (IGBT) 具 有 低 导 通 阻 抗, 所 以 取 代 MOSFET 用 于 H 桥 电 路 尽 管 IGBT 的 导 通 时 间 比 MOSFET 慢, 但 是 其 相 对 较 低 的 工 作 频 率 (PWM 频 率 = 5 khz) 使 得 此 缺 点 不 那 么 重 要 逆 变 器 控 制 信 号 通 过 硬 件 保 护 电 路 和 IGBT 驱 动 器 将 PIC7C 与 逆 变 器 连 接 起 来 这 些 控 制 信 号 包 括 : ENABLE FAULT POS_NEG 和 PWM 请 参 见 系 统 概 述 逆 变 器 工 作 原 理, 以 了 解 PIC7C 信 号 如 何 控 制 H 桥 逆 变 器 的 详 细 论 述 ENABLE 信 号 可 使 能 或 禁 止 针 对 H 桥 电 路 的 所 有 驱 动 功 能 这 是 局 部 使 能 FAULT 信 号 比 ENABLE 的 优 先 级 要 高, 但 是 只 能 用 软 件 复 位, 所 以 可 能 会 尝 试 进 行 硬 件 重 试 FAULT 信 号 也 可 由 H 桥 电 路 直 接 生 成, 以 便 尽 可 能 快 地 关 断 IGBT ( 硬 件 或 HW FAULT) 在 发 生 灾 难 性 故 障 时,H 桥 硬 件 能 够 比 PIC7C 软 件 更 快 地 做 出 响 应, 这 可 防 止 损 坏 IGBT DS050C_CN 第 8 页 008 Microchip Technology Inc.

9 PICREF- POS_NEG 信 号 用 于 控 制 H 桥 电 路 调 制 生 成 正 波 还 是 负 波 调 制 机 制 ( 使 用 PWM) 内 置 在 硬 件 保 护 电 路 中 该 硬 件 保 护 电 路 还 允 许 在 状 态 转 变 期 间 IGBT 上 有 一 段 死 区 使 用 A/D 转 换 器 监 视 输 出 输 出 交 流 正 弦 波 的 反 馈 是 通 过 使 用 外 部 8 位 A/D 转 换 器 来 完 成 的 基 于 PIC7C 的 工 作 速 度 和 0V 电 压 所 需 的 分 辨 率, 8 位 A/D 转 换 器 被 认 为 是 足 够 的 通 过 A/D 转 换 器 可 监 视 输 出 电 流 和 输 出 电 压 可 在 输 出 级 检 测 电 压, 并 通 过 运 算 放 大 器 电 路 供 给 A/D 转 换 器 可 对 该 电 压 进 行 降 压, 使 其 位 于 A/D 转 换 器 的 输 入 电 压 范 围 内 使 用 了 运 算 放 大 器, 这 样 可 保 留 信 号 中 的 任 何 直 流 偏 移 分 量 并 且 可 以 进 行 测 量 通 过 电 流 互 感 器 可 监 视 电 流 电 流 和 电 压 输 入 用 于 校 正 输 出 波 幅 值 的 任 何 误 差 当 PIC7C 以 5 MHz 的 频 率 运 行 时, 对 输 出 电 压 每 半 波 采 样 次, 可 生 成 具 有.5% 失 真 ( 带 反 馈 的 阻 性 负 载 ) 的 输 出 波 功 率 因 数 校 正 也 使 用 了 反 馈 信 号 以 及 过 零 信 号 可 将 输 出 波 的 信 息 与 输 入 波 的 过 零 信 息 进 行 比 较, 以 提 供 输 入 / 输 出 同 步 功 能 过 零 检 测 信 号 直 接 来 自 于 输 入 波, 用 于 指 示 是 否 检 测 到 过 零 点 PIC7C 然 后 对 过 零 信 号 进 行 点 到 点 测 量, 以 计 算 出 输 入 波 的 频 率 此 数 据 用 于 通 过 内 部 查 找 表 生 成 相 同 频 率 的 正 弦 波 注 : 功 率 因 数 校 正 在 PICREF 中 尚 未 实 现 软 件 的 流 程 图 如 图 7 所 示 主 要 的 软 件 功 能 是 寻 找 过 零 点 并 计 算 输 入 频 率 根 据 计 算, 可 确 定 在 相 应 的 查 找 表 中 的 地 址 SW 检 查 是 否 违 反 最 大 值 条 件 并 设 置 相 应 的 标 志 可 基 于 过 零 检 测 继 续 进 行 无 限 循 环 关 于 如 何 生 成 查 找 表 的 信 息 将 在 第 一 子 节 中 给 出 可 根 据 此 波 形 的 输 出 频 率 设 置 定 期 发 生 中 断 启 动 中 断 周 期, 使 得 在 半 波 周 期 内 发 生 次 中 断 在 中 断 期 间, 必 须 有 足 够 的 时 间 执 行 两 个 A/D 转 换 ( 电 流 和 电 压 ) 计 算 偏 移 量 和 误 差 以 及 调 整 输 出 占 空 比 中 断 流 程 图 如 图 8 所 示 调 整 交 流 输 出 波 形 需 要 调 整 控 制 逆 变 器 电 路 (H 桥 电 路 ) 的 PWM 信 号 为 此, 需 要 确 定 补 偿 器 系 数 即 以 伪 码 表 示 : X = (Output_V) - Vref; Y = c * Yold + d(x + Xold); Yold = Y; Xold = X; 其 中 Y = 输 出 ; X = 误 差 如 何 计 算 单 极 补 偿 器 的 系 数 c 和 d 将 在 第 二 子 节 中 给 出 附 录 C 中 给 出 了 所 有 UPS PIC7C 软 件 的 列 表 软 件 概 述 PIC7C 嵌 入 式 软 件 可 控 制 交 流 正 弦 波 的 生 成 操 作 环 路 响 应 必 须 足 够 快, 以 将 输 出 波 形 失 真 降 至 最 低 因 此, 单 片 机 的 吞 吐 量 是 一 个 关 键 参 数 PIC7C 的 构 架 提 供 了 足 够 的 吞 吐 量, 可 执 行 具 有 最 小 失 真 的 控 制 算 法 该 构 架 的 效 率 足 够 高, 可 支 持 器 件 以 MHz 的 频 率 ( ns 的 指 令 周 期 ) 运 行, 因 此 很 容 易 支 持 以 5 MHz (60 ns 的 指 令 周 期 ) 的 频 率 运 行, 以 满 足 失 真 方 面 的 要 求 此 文 档 中 描 述 的 系 统 在 不 带 反 馈 的 情 况 下 具 有 % 的 总 测 量 失 真 ( 阻 性 负 载 ), 在 带 反 馈 的 情 况 下 具 有.5% THD 带 反 馈 的 负 载 稳 定 度 测 量 值 为 0.8% 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 9 页

10 PICREF- 图 7: 主 程 序 流 程 图 是 否 检 测 到 过 零 点? 否 是 计 算 输 入 电 源 的 频 率 50Hz 或 60Hz? 设 置 指 针 指 向 50Hz 表 设 置 指 针 指 向 60Hz 表 否 I > Imax 或 V > Vmax? 是 否 逆 变 器 已 使 能? 禁 止 PWM 是 禁 止 初 始 化 是 否 检 测 到 过 零 点? 是 否 设 置 标 志 设 置 标 志 设 置 标 志 阴 影 对 象 表 示 暂 定 部 分 功 率 因 数 校 正 未 实 现 DS050C_CN 第 0 页 008 Microchip Technology Inc.

11 PICREF- 图 8: 中 断 处 理 程 序 流 程 图 查 找 表 对 定 时 器 预 设 采 样 速 率 按 照 以 下 步 骤 生 成 基 于 DSP 的 逆 变 器 的 参 考 正 弦 表 :. 选 择 与 逆 变 器 的 期 望 输 出 电 压 相 对 应 的 Vp 值 示 例 : 如 果 期 望 的 输 出 电 压 为 0V, 且 用 于 采 样 输 出 电 压 的 A/D 转 换 器 的 增 益 为 : 每 V 输 出 电 压 计 数.5 次, 那 么 : 读 取 电 压 值 读 取 电 流 值 计 算 直 流 偏 移 量 计 算 直 流 误 差 基 于 直 流 旧 值 误 差 和 误 差 旧 值 计 算 占 空 比 Vp =.5( 0 ) Vp 将 等 于 5.6, 或 者 四 舍 五 入 为 最 接 近 的 整 数 55 将 A/D 转 换 器 接 口 到 逆 变 器 输 出 端 的 外 部 电 路 应 该 对 A/D 转 换 器 的 输 入 电 压 进 行 缩 放, 这 样 期 望 的 输 出 电 压 峰 值 几 乎 与 A/D 转 换 器 上 的 一 个 完 整 计 数 值 相 对 应. 从 下 列 公 式 中 生 成 此 表, 其 中 k = 0... N/ -, N = 每 周 期 采 样 数 Vref = Vpsin πk N 示 例 : 如 果 使 用 上 一 示 例 的 Vp, 且 N = 每 周 期 采 样 6 次, 可 生 成 下 列 表 条 目 注 意, 由 于 负 半 周 期 波 形 是 由 前 次 采 样 值 的 负 数 生 成, 所 以 只 生 成 个 条 目 Vref = 0, 5, 50, 7, 98, 0,, 6, 80, 97,, 5, 5,, 50, 5, 55, 5, 50,, 5, 5,, 97, 80, 6,, 0, 98, 7, 50, 5 返 回 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

12 PICREF- 计 算 补 偿 器 系 数 拉 普 拉 斯 领 域 内 的 模 拟 传 递 函 数 中 确 定 IIR ( 无 限 冲 激 响 应 ) 补 偿 器 系 数 的 一 个 简 便 的 方 法 是 双 线 性 z 变 换 下 列 示 例 说 明 了 计 算 单 极 补 偿 器 系 数 的 方 法 例 : 单 极 补 偿 器 逆 变 器 设 计 为 需 要 以 下 形 式 的 补 偿 器 : a Hs ( ) = () s+ b 直 流 偏 移 校 正 直 流 偏 移 是 通 过 确 定 一 个 周 期 中 的 直 流 偏 移 量 来 进 行 校 正 的 可 将 直 流 偏 移 量 对 时 间 进 行 积 分, 用 来 校 正 输 出 波 将 直 流 偏 移 量 添 加 到 正 弦 波, 可 确 定 点 到 点 幅 值 然 后 将 其 与 参 考 正 弦 波 进 行 比 较, 可 确 定 直 流 偏 移 校 正 第 一 步 是 规 范 化 H(s) 并 记 录 截 止 频 率 ( 截 止 频 率 = b): ( a b)b H' ( s) = () s+ 选 择 一 个 至 少 为 期 望 输 出 频 率 倍 的 采 样 频 率 ( 即, 如 果 逆 变 器 频 率 为 60 Hz, 则 采 样 频 率 为.9kHz) 如 果 环 路 响 应 的 期 望 增 益 交 叉 频 率 大 于 所 选 采 样 频 率 的 /, 那 么 应 该 使 用 更 高 的 至 少 等 于 倍 增 益 交 叉 频 率 的 采 样 速 率 在 () 中 进 行 下 列 替 换 : s = α z () z+ 其 中 α = cot(b * T/) 因 此, az ( + ) Hz () = () αb( zα ( + ) ( α ) ) 最 后 一 步 是 确 定 生 成 () 中 传 递 函 数 的 差 分 方 程 yz ( ) = Hz ( ) xz ( ) yz ( )[ αb( zα ( + ) ( α ) )] = az ( + )xz ()(5) 两 边 各 乘 以 (/z), 并 使 用 下 列 等 式 ; Zyk [ [ n] ] = z ( n) Zyk [ [ ]](6) 就 生 成 了 期 望 的 差 分 方 程 (7) yk [ ] α α + y [ k a = ] ( ( α + ) ( b) x [ k ] + xk [ ] ) DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

13 PICREF- 测 试 结 果 无 负 载 条 件 图 9 中 给 出 了 一 个 无 负 载 无 反 馈 条 件 下 的 示 例 输 出 波 形 该 示 例 输 出 波 形 是 实 际 输 出 波 形 的 降 压 形 式, 通 过 在 UPS 负 载 监 视 器 BNC 连 接 器 上 放 置 一 个 探 针 在 波 器 上 显 示 出 来 图 9: 交 流 输 出 无 负 载, 无 反 馈 负 载 条 件 图 0 中 给 出 了 一 个 有 负 载 无 反 馈 条 件 下 的 示 例 输 出 波 形 使 用 的 负 载 为 阻 性 负 载, 汲 取 8.6 A 的 电 流 该 示 例 输 出 波 形 是 实 际 输 出 波 形 的 降 压 形 式, 通 过 在 UPS 负 载 监 视 器 射 频 同 轴 (BNC) 连 接 器 上 放 置 一 个 探 针 在 波 器 上 显 示 出 来 图 中 给 出 了 一 个 有 负 载 有 反 馈 的 示 例 输 出 波 形 使 用 的 负 载 为 阻 性 和 感 性 负 载, 汲 取 A 的 电 流 此 示 例 输 出 波 形 为 实 际 的 UPS 输 出 波 形 图 0: 交 流 输 出 阻 性 负 载, 无 反 馈 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

14 PICREF- 图 : 交 流 输 出 带 反 馈 的 阻 性 和 感 性 负 载 DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

15 PICREF- 设 计 背 景 上 节 已 描 述 了 一 个 如 何 使 用 单 片 机 实 现 UPS 系 统 的 示 例 但 是, 如 果 客 户 希 望 更 改 此 参 考 设 计 的 部 分 或 全 部, 则 应 了 解 开 发 此 设 计 的 原 因, 也 必 须 了 解 在 设 计 UPS 系 统 时, 必 须 考 虑 以 下 三 个 因 素 : 性 价 比 输 出 波 形 和 拓 扑 性 价 比 UPS 系 统 必 须 是 可 靠 的 在 功 能 或 性 能 方 面 节 省 下 来 的 成 本 可 能 远 不 如 与 数 据 丢 失 或 元 器 件 故 障 有 关 的 花 费 多 因 此 开 发 出 满 足 最 终 客 户 在 价 格 和 稳 健 设 计 方 面 要 求 的 高 性 价 比 解 决 方 案 很 重 要 通 过 在 UPS 设 计 中 使 用 PIC7C 单 片 机, 可 减 少 必 需 的 元 器 件 数, 从 而 节 省 成 本 同 时, PIC7C 的 外 设 和 速 度 可 增 强 UPS 系 统 的 性 能 PIC7C 的 软 件 控 制, 进 而 UPS 的 软 件 控 制, 允 许 轻 松 修 改 和 添 加 特 殊 功 能 所 以 就 性 价 比 而 言,PIC7C 提 供 了 一 个 双 赢 的 解 决 方 案 在 选 择 本 参 考 设 计 的 其 他 元 器 件 时 也 考 虑 到 了 性 价 比 但 是, 其 他 设 计 选 项 将 会 在 设 计 修 改 部 分 进 行 讨 论 输 出 波 形 某 些 UPS 设 计 使 用 方 波 输 出 代 替 正 弦 波, 从 而 使 得 系 统 的 生 产 成 本 更 加 低 廉 但 是 这 种 类 型 的 波 形 真 的 可 以 接 受 吗? 电 气 设 备 使 用 来 自 本 地 公 用 事 业 公 司 的 以 正 弦 波 形 式 传 送 的 电 源 在 考 虑 备 用 波 形 时, 必 须 检 查 负 载 依 赖 于 标 准 电 力 公 司 波 形 的 不 同 部 分 时 有 何 差 异 例 如, 大 部 分 家 电 总 是 开 启 的, 因 此 家 电 使 用 的 电 源 为 正 弦 波 的 RMS 值, 约 为 0V 但 是, 诸 如 计 算 机 之 类 的 设 备 使 用 的 是 峰 值 电 压, 约 为 70V 当 使 用 方 波 输 出 对 计 算 机 设 备 供 电 时,RMS 值 和 峰 值 是 相 等 的, 因 此 会 对 某 些 负 载 和 低 于 供 电 电 压 的 其 他 负 载 产 生 压 力 因 此, 提 供 给 电 气 设 备 的 最 好 输 出 就 是 它 们 设 计 使 用 的 工 作 输 出 波 正 弦 波 PIC7C 的 速 度 允 许 此 参 考 设 计 产 生 正 弦 输 出 交 流 波 形 这 会 降 低 对 所 有 电 气 设 备 的 压 力 在 测 试 结 果 一 节 将 给 出 实 际 的 输 出 波 形 图 拓 扑 对 最 终 用 户 而 言, UPS 系 统 的 功 能 比 构 成 形 式 重 要 的 多 尽 管 市 场 上 有 许 多 种 不 同 的 UPS 系 统, 但 是 它 们 都 可 以 归 结 成 两 种 主 要 的 拓 扑 : 离 线 和 在 线 UPS 离 线 UPS 第 一 种 拓 扑 称 为 离 线 或 待 机 拓 扑, 表 示 正 常 情 况 下 逆 变 器 是 离 线 的 图 中 给 出 了 一 个 离 线 UPS 的 框 图 ( 实 线 表 示 主 功 率 流, 虚 线 表 示 辅 助 或 备 用 功 率 流 ) 在 正 常 工 作 模 式 下, 输 出 电 源 来 自 输 入 电 源 这 表 示 电 源 中 断 期 间 在 线 切 换 逆 变 器 会 有 一 个 转 换 时 间 如 果 此 转 换 时 间 过 长, 那 么 UPS 上 负 载 的 平 滑 转 换 时 间 将 会 减 少 这 就 会 产 生 UPS 设 计 时 想 避 免 但 现 在 却 出 现 的 问 题 这 种 拓 扑 的 优 点 在 于 : 由 于 正 常 工 作 期 间 可 关 闭 逆 变 器, 所 以 对 逆 变 器 的 压 力 减 少 了 但 是, 由 于 逆 变 器 仅 在 电 源 中 断 期 间 运 行, 当 急 需 备 用 电 源 时 此 功 能 将 导 致 逆 变 器 本 身 出 现 潜 在 故 障 图 : 离 线 UPS 电 池 充 电 器 电 池 逆 变 器 ( 直 流 至 交 流 ) 交 流 输 出 交 流 输 入 转 换 开 关 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 5 页

16 PICREF- 在 线 UPS 另 一 个 主 要 的 拓 扑 就 是 在 线 或 真 正 UPS 顾 名 思 义, 逆 变 器 总 是 在 线 图 中 给 出 了 一 个 在 线 UPS 的 框 图 启 动 时 UPS 为 旁 路 模 式, 直 到 逆 变 器 运 行 且 与 输 入 电 源 同 步 为 止 然 后 将 控 制 信 号 传 输 给 逆 变 器 在 正 常 工 作 期 间 和 电 源 故 障 操 作 期 间, 逆 变 器 保 持 在 线 直 到 电 池 耗 尽 为 止 在 逆 变 器 发 生 故 障 期 间, 通 过 旁 路 开 关 可 将 电 源 切 换 回 主 电 源 这 样 可 校 正 故 障 条 件, 同 时 交 流 输 入 电 源 仍 然 正 常 工 作 在 线 拓 扑 的 一 个 缺 点 就 是 逆 变 器 始 终 在 线 这 就 意 味 着 此 拓 扑 的 寿 命 会 比 离 线 UPS 短 但 是, 实 际 上 UPS 的 寿 命 比 起 使 用 的 拓 扑 而 言, 与 设 计 的 稳 健 性 关 系 更 大 本 参 考 设 计 使 用 的 拓 扑 为 真 正 ( 在 线 ) UPS 图 : 在 线 UPS 电 池 充 电 器 电 池 交 流 输 入 整 流 器 ( 交 流 至 直 流 ) 逆 变 器 ( 直 流 至 交 流 ) 旁 路 开 关 交 流 输 出 DS050C_CN 第 6 页 008 Microchip Technology Inc.

17 PICREF- 设 计 修 改 本 参 考 设 计 仅 作 指 导 之 用, 已 预 计 到 客 户 将 更 改 其 部 分 内 容 为 此, 本 节 就 客 户 希 望 对 设 计 所 做 的 更 改 给 出 了 一 些 建 议 PIC6/7 系 列 单 片 机 为 UPS 设 计 提 供 了 一 个 较 宽 的 选 择 范 围 : 从 PIC6C7 到 PIC7C756 PIC6C7 PIC6C7A PIC6C7A PIC7C 和 PIC7C756 都 具 有 产 生 本 文 档 中 所 述 正 弦 波 所 需 的 处 理 吞 吐 量 对 于 此 设 计 (PIC7C), 60 Hz 正 弦 波 的 6 点 采 样 的 帧 速 率 为 60 us 反 馈 代 码 约 为 00 条 指 令, 使 用 了 帧 中 60 us 中 的 0 us 这 会 留 下 0 us 的 剩 余 时 间 用 于 用 户 可 能 实 现 的 其 他 日 常 操 作 功 能 ( 串 行 通 信 电 池 管 理 错 误 检 测 和 故 障 报 告 等 ) 将 设 计 转 换 为 PIC7C756 时, 用 户 将 集 成 A/D 功 能 这 会 在 帧 上 额 外 添 加 用 于 A/D 转 换 的 时 间 例 如, 如 果 用 户 想 要 监 视 线 电 压 线 电 流 电 池 电 压 和 电 池 电 流, 这 将 在 帧 中 添 加 约 0 us 的 时 间 总 的 帧 使 用 时 间 将 从 60 us 中 的 0 us 增 加 到 50 us, 但 是 免 除 了 外 部 A/D 转 换 和 相 关 开 销 此 外, 在 剩 余 帧 时 间 内 可 以 轻 松 地 添 加 如 电 池 管 理 故 障 检 测 和 串 行 通 信 等 日 常 操 作 功 能 如 果 将 设 计 转 换 成 PIC6C7 PIC6C7A 或 PIC6C7A, 处 理 器 频 率 将 会 降 低 且 生 成 正 弦 波 所 需 的 数 学 运 算 将 会 在 固 件 中 执 行 根 据 期 望 的 分 辨 率 不 同, 将 会 增 加 约 us 的 帧 使 用 时 间 而 且, 用 户 还 可 以 集 成 A/D 功 能 如 上 所 述, 线 电 压 线 电 流 电 池 电 压 和 电 池 电 流 监 视 将 会 添 加 约 0 us 的 帧 时 间 总 的 帧 使 用 时 间 将 大 约 增 加 到 60 us 中 的 0-50 us 这 将 允 许 集 成 最 小 日 常 操 作 功 能 如 果 希 望 执 行 串 行 通 信, 那 么 PIC6C7A 中 的 硬 件 USART 会 将 所 需 的 软 件 开 销 降 至 最 低 PIC6C7A 可 集 成 此 功 能 以 及 其 他 I/O 线 ( 如 果 需 要 更 多 I/O 的 话 ) 图 : MCLR/VPP RA0/AN0 RA/AN RA/AN RA/AN/VREF RA/T0CKI RA5/AN/SS VSS OSC/CLKIN OSC/CLKOUT RC0/TOSO/TCKI RC/TOSI RC/CCP RC/SCK/SCL 图 5: MCLR/VPP RA0/AN0 RA/AN RA/AN RA/AN/VREF RA/T0CKI RA5/AN/SS VSS OSC/CLKIN OSC/CLKOUT RC0/TOSO/TCKI RC/TOSI/CCP RC/CCP RC/SCK/SCL 图 6: PIC6C7 引 脚 排 列 PDIP SOIC 和 SSOP PIC6C PIC6C7A 引 脚 排 列 PDIP SOIC 和 SSOP PIC6C7A PIC6C7A 引 脚 排 列 PDIP RB7 RB6 RB5 RB RB RB RB RB0/INT VDD VSS RC7 RC6 RC5/SDO RC/SDI/SDA RB7 RB6 RB5 RB RB RB RB RB0/INT VDD VSS RC7/RX/DT RC6/TX/CK RC5/SDO RC/SDI/SDA MCLR/VPP RA0/AN0 0 9 RB7 RB6 RA/AN RA/AN RA/AN/VREF RB5 RB RB RA/T0CKI 6 5 RB RA5/AN/SS RE0/RD/AN5 RE/WR/AN6 RE/CS/AN7 VDD VSS OSC/CLKIN PIC6C7A RB RB0/INT VDD VSS RD7/PSP7 RD6/PSP6 RD5/PSP5 OSC/CLKOUT 7 RD/PSP RC0/TOSO/TCKI 5 6 RC7/RX/DT RC/TOSI/CCP 6 5 RC6/TX/CK RC/CCP 7 RC5/SDO RC/SCK/SCL RD0/PSP0 RD/PSP RC/SDI/SDA RD/PSP RD/PSP 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 7 页

18 PICREF- 图 7: PIC7C756 引 脚 排 列 用 于 输 出 波 形 反 馈 的 不 同 A/D 转 换 器 8 位 A/D 微 型 PDIP (750 mil) 转 换 器 对 于 0V 电 压 而 言 是 可 接 受 的, 但 是 对 于 0V 电 压 而 言, 0 位 A/D 转 换 器 将 产 生 更 好 的 VDD 6 VSS 分 辨 率 RC0/AD0 RD7/AD5 RD6/AD RD5/AD RC/AD RC/AD RC/AD RC/AD 一 个 可 替 换 分 立 数 字 元 件 的 PAL 使 用 外 部 故 障 检 测 也 可 以 减 少 使 用 的 元 件 数 MOSFET 也 是 适 合 的 逆 变 器 开 关 元 件 它 比 IGBT RD/AD 7 58 RD/AD RC7/AD7 的 开 关 速 度 快 得 多, 并 且 在 许 多 较 低 功 耗 的 场 合 中 RD/AD 6 59 RC5/AD5 RC6/AD6 RD/AD RA0/INT RD0/AD RB0/CAP 不 如 IGBT 那 么 贵 对 于 更 高 频 的 PWM 信 号, 可 允 许 更 快 的 开 关 速 度, 从 而 只 需 要 更 小 尺 寸 / 更 低 RE/OE 5 RE/WR 5 RB/TCLK 成 本 的 输 出 滤 波 器 从 输 出 中 滤 除 此 开 关 频 率 而 RE/CAP 5 RB5/TCLK 且, 驱 动 MOSFET 可 能 比 驱 动 IGBT 更 容 易 RE0/ALE 5 RB/CAP RB/PWM MCLR/VPP 5 50 RB/PWM TEST VSS VSS OSC/CLKOUT MOSFET 的 缺 点 就 是 其 导 通 状 态 的 电 阻 RDS ( 导 通 ) 很 大, 足 以 引 起 高 功 率 逆 变 器 的 功 耗 问 RF7/AN 9 6 VDD RF6/AN0 0 5 RB7/SDO 题, 并 且 其 饱 和 电 压 也 随 温 度 变 化 而 欠 稳 定 此 RB6/SCK 外, 随 着 MOSFET 额 定 电 压 的 增 加, 其 传 导 损 耗 RF5/AN9 RF/AN8 RA/SDI/SDA VDD 8 7 OSC/CLKIN RF/AN7 RF/AN6 RA/SS/SCL RA/T0CKI 也 会 增 加 IGBT 的 一 个 优 点 就 是 具 有 一 个 相 对 稳 定 的 V 的 RF0/AN 6 9 RA5/TX/CK AVdd 7 8 RG6/RX/DT 饱 和 电 压, 即 使 有 数 十 乃 至 数 百 安 电 流 流 经 该 器 件 AVSS 8 7 RG7/TX/CK 也 是 如 此 这 对 于 高 输 出 电 流 时 的 高 频 逆 变 器 很 有 RG/AN0/VREF+ 9 6 RG5/PWM RF/AN5 5 0 RA/RX/DT RG/AN/VREF- RG/AN 0 5 RG/CAP VDD 利 RG0/AN VSS 就 门 驱 动 器 而 言, 不 必 使 用 IGBT 厂 商 专 为 其 产 品 生 产 的 特 殊 IGBT 驱 动 器 像 MOSFET 一 样, IGBT 不 汲 取 任 何 连 续 的 栅 极 电 流, 但 是 具 有 大 容 量 的 栅 极 电 容 这 需 要 有 一 个 电 路 能 够 在 短 时 间 内 从 栅 极 移 入 或 移 出 所 需 的 电 荷 而 且, 栅 极 驱 动 电 路 必 须 能 够 将 IGBT 桥 的 高 电 压 与 逆 变 器 控 制 PCB 上 的 逻 辑 电 压 隔 离 开 来 通 常, 混 合 IGBT 驱 动 器 包 括 某 种 形 式 的 退 饱 和 保 护 电 路, 根 据 应 用 的 不 同, 可 能 需 要 或 不 需 要 该 电 路 PIC7C756 DS050C_CN 第 8 页 008 Microchip Technology Inc.

19 PICREF- 附 录 A: 系 统 规 范 以 下 是 UPS 设 备 的 规 范 列 表 : 交 流 输 入 : UPS 输 出 : 额 定 值 : 输 入 滤 波 : 附 录 B: 0/0 VAC ± 0%, 50/60 Hz ± Hz 0/0 VAC ± 0%, 50/60 Hz ± Hz ( 用 户 可 选 择 ), 正 弦 波 00 VA EMI/RFI 滤 波 金 属 氧 化 物 压 敏 电 阻 (MOV) 用 于 尖 峰 / 浪 涌 保 护 原 理 图 可 在 Microchip BBS 和 WWW 网 站 上 获 得 本 节 所 示 的 UPS 原 理 图 的 电 子 版 (HPGL 格 式 ; 推 荐 笔 芯 直 径 为 0. ) UPS 可 以 分 成 个 主 电 路 : 输 入 功 率 因 数 校 正 电 路 电 池 升 压 电 路 自 由 运 行 斩 波 器 和 逆 变 器 UPS 是 在 线 设 备, 它 通 常 把 功 率 因 数 校 正 电 路 馈 送 给 斩 波 器, 斩 波 器 然 后 再 馈 送 给 逆 变 器 如 果 切 断 了 输 入 电 源, 那 么 功 率 因 数 校 正 电 路 将 退 出 此 功 率 流, 电 池 升 压 电 路 便 自 动 向 斩 波 器 供 电 逆 变 器 由 逆 变 器 驱 动 电 路 驱 动, 而 逆 变 器 驱 动 电 路 又 由 单 片 机 内 的 逆 变 器 控 制 电 路 控 制 UPS 电 路 板 (PCB) 功 率 流 如 图 B- 所 示 B. UPS 系 统 概 述 在 电 池 升 压 电 路 中, 晶 体 管 成 对 并 联 连 接, 以 达 到 处 理 高 电 流 的 目 的 电 流 互 感 器 T 连 接 如 图 所 示, 目 的 是 仅 用 一 个 互 感 器 来 检 测 每 对 的 电 流, 即 用 于 防 止 饱 和 0V/0V 继 电 器 ( 功 率 开 关 ) 控 制 尚 未 实 现 无 论 在 什 么 情 况 下 都 会 执 行 输 入 电 源 监 视, 也 会 监 视 0 或 0V 电 压 并 相 应 地 切 换 继 电 器 这 些 功 能 应 放 在 PFC 电 路 之 前 B. 功 率 因 数 校 正 功 率 因 数 校 正 电 路 是 暂 时 性 的, 因 此 列 出 的 部 件 是 普 通 部 件 图 B-: PCB 功 率 流 来 自 电 池 电 池 升 压 PCB 逆 变 器 控 制 卡 PIC7C 和 硬 件 保 护 逆 变 器 驱 动 卡 IGBT 驱 动 器 来 自 输 入 滤 波 器 功 率 因 数 校 正 PCB 自 由 运 行 斩 波 器 PCB H 桥 ( 逆 变 器 ) 至 输 出 滤 波 器 功 率 流 PCB 控 制 其 他 电 路 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 9 页

20 PICREF- 图 B-: UPS 系 统 概 述 第 页 ( 共 页 ) BATTERY(+)BUS Q_DRIVE Q_DRIVE Q_DRIVE Q_DRIVE BB_I_FDBK BB_I_FDBK B_GND AC_IN_HI AC_IN_LO 输 入 滤 波 器 / 保 护 电 池 升 压 电 路 T ZZ9 D DESI 0-A L 500uH D DESI 0-A Q Q IRFP6 IRFP6 D DESI 0-A C uf 600V 晶 体 管 对 A 推 挽 式 电 池 升 压 电 路 I_GND Q Q IRFP6 IRFP6 晶 体 管 对 B 推 挽 式 电 池 升 压 电 路 T ZZ50 B_GND PWR_AC_IN_HI PWR_AC_IN_LO 功 率 因 数 校 正 DC_BUS_OUT(+) DC_BUS_OUT(-) 80Vdc 母 线 C uf 600V I_GND C5 600uF 50V R 00k W C6 600uF 50V R5 00k W I_GND 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 +DC_BUSS DS050C_CN 第 0 页 008 Microchip Technology Inc.

21 PICREF- 图 B-: UPS 系 统 概 述 第 页 ( 共 页 ) +DC_BUSS Q5_DRIVE Q5_DRIVE_RET Q7_DRIVE Q7_DRIVE_RET 自 由 运 行 斩 波 器 电 路 0VAC 或 0VAC 功 率 开 关 T6 CH_I_FDBK CH_I_FDBK ZZ55 X T T5 ZZ95 ZZ95 CH_GND CH_GND X RYL Q5 Q6 N6770 N6770 Q6_DRIVE Q6_DRIVE_RET O_GND Q7 Q8 N6770 N6770 RYL Q8_DRIVE Q8_DRIVE_RET 0_OR_0 I_GND 整 流 器 电 路 D9 L DESI 60-A 75uH D0 DESI 60-A I_GND C9 uf 600V C0 50uF 50V C 50uF 50V O_GND R6 00k W R7 00k W RECT_WAV 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

22 PICREF- 图 B-: UPS 系 统 概 述 第 页 ( 共 页 ) Q9_C Q9_G Q9_E Q_C Q_G Q_E RECT_WAV IGBT H 桥 Q0_C Q9 Q0 Q0_G C C 0.58uF Q0_E 0.58uF Q_C Q Q Q_G Q_E O_GND 输 出 滤 波 L5 L7 T7 00uH 50uH ZZ59 C C5 0uF 600V 0uF 600V R8 5.6 C7 0uF 600V L6 00uH C6 0uF 600V AC_OUT_HI OUT_IFDBK OUT_IFDBK AC_OUT_LO DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

23 PICREF- 图 B-: 功 率 因 数 校 正 (PFC) 第 页 ( 共 页 ) PWR_AC_IN_HI PWR_AC_IN_LO 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 D D MDA008 MDA008 D D MDA008 MDA008 P_GND R 5.98k R 5.k R 75k R 75k R5 9.k C 0.0F D5 DESI60-06A L 500H Vcc I(SENSE) MULT R(T) I(SIN) RAMPC C(T) SIG_G Vcc U UC85 Unitrode PWR_G P_GND C F EA 0 INV OVP OUT VREF SHUT CLK D6 DESI60-06A C 0.7F P_GND C F R6 0k DC BUS OUT(+) ( 至 第 页 ) L OUT( 至 第 页 ) I SENSE( 至 第 页 ) C5 0.7F C6 F INV ( 至 第 页 ) OVP ( 至 第 页 ) R8 k R0 0k R7 k P_GND R9.7k Q5 NA VREF ( 至 第 页 ) 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

24 PICREF- 图 B-: PFC 第 页 ( 共 页 ) VREF ( 自 第 页 ) I SENSE ( 自 第 页 ) Vcc C7 F P_GND VDD VDD IN OUT OUT U TSC9CPA GND GND P_GND R 0k R 00 P_GND 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 L OUT ( 自 第 页 ) C8 0.7F D7 N50- Q R T 500: P_GND R Q R5 Q R6 INV ( 自 第 页 ) OVP ( 自 第 页 ) Q DC BUS OUT(+) ( 自 第 页 ) R9 80k R8 80k R7.87k R0 80k R 80k R.56k C9 600F C0 600F R 00k R 00k C F DC_BUS_OUT(+) DC_BUS_OUT(-) DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

25 PICREF- 图 B-: 电 池 升 压 (BB) 控 制 卡 第 页 ( 共 页 ) FEEDBACK 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 R 7.5k R 7.5k R 5 B_GND BB_SYN B_GND BATTERY(+)BUS VREF B_GND R8 0k C8 F R0 B_GND R 69.8k C7 70pF B_GND C8 700pF R 6.8k C9 0.0F C5 0.F Vcc B_GND + C7 0nF R 0k B_GND R9.67k R 0k U6a LM9 C9 00pF C6 0nF Vcc C5 F C6 0.7F B_GND R5.9k R6.9k Vcc 6 Vc VREF NL INV E/A OUT OUT A Rt Ct RAMP U5 UC85AN OUT B CLK/LEB PGND B_GND 5 Ua 09 Ub 09 SS I Lim GND C0 00pF C 70pF C 680pF R.5k B_GND R0 00 LOW_BAT D5 N50- Q NA R 6. /W D7 N50- B_GND VREF Out A( 至 第 页 ) Out B ( 至 第 页 ) R 50 R k D6 N50- BB_I_FDBK BB_I_FDBK D8 N Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 5 页

26 PICREF- 图 B-: BB 第 页 ( 共 页 ) OUT A ( 自 第 页 ) R k OUT B ( 自 第 页 ) R5 k C F B_GND R5 k C F B_GND R6 k Vcc C 0.7F 8 VDD VDD IN OUT OUT U TSC9CPA GND GND 5 B_GND Vcc C 0.7F 8 VDD VDD IN OUT OUT U TSC9CPA GND GND 5 B_GND R6 5.6 R7 5.6 R7 5.6 R8 5.6 Q_DRIVE Q_DRIVE B_GND Q_DRIVE Q_DRIVE B_GND Q_DRIVE Q_DRIVE Q_DRIVE Q_DRIVE B_GND 电 池 升 压 电 路 的 一 部 分 晶 体 管 对 A 推 挽 式 电 池 升 压 电 路 晶 体 管 对 B 推 挽 式 电 池 升 压 电 路 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 DS050C_CN 第 6 页 008 Microchip Technology Inc.

27 PICREF- 图 B-: BB 第 页 ( 共 页 ) X X T ZZ8 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 D N565 D N565 D N565 D N565 R9 7 /w CN U I 785 O R C F 5V X X BB_SYN B_GND Vcc C 00F 5V B_GND CN CN Q_DRIVE Q_DRIVE B_GND Q_DRIVE Q_DRIVE B_GND BB_I_FDBK BB_I_FDBK FEEDBACK BATTERY(+)BUS B_GND LOW_BAT B_GND 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 7 页

28 PICREF- 图 B-5: 自 由 运 行 斩 波 器 (FRC) 控 制 卡 第 页 ( 共 页 ) FRC_SYN CH_GND +DC_BUSS R CH_GND C7 700pF R6 k R7 50 D7 N985B D6 N985B D5 N985B Vcc C F C 0.7F 5 6 CH_GND CH_GND R.5k 5 C0 00pF 6 7 Vcc INV E/A OUT OUT A Rt Ct RAMP U UC85AN OUT B CLK/LEB PGND SS Vc VREF NL I Lim GND CH_GND Vcc C0 70pF C 680pF R9 00k R8.7k R 00 CH_GND Q NA Q NA R5 0k R7 0.0 CH_GND CH_GND 5 U5a 09 00kHz Out A ( 至 第 页 ) U5b 09 00kHz Out B ( 至 第 页 ) D8 N50- CH_I_FDBK CH_I_FDBK D9 N50- CH_GND CH_GND 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 DS050C_CN 第 8 页 008 Microchip Technology Inc.

29 PICREF- 图 B-5: FRC 第 页 ( 共 页 ) 00kHz Out A ( 自 第 页 ) 00kHz Out B ( 自 第 页 ) R8.k R0.k C5 F CH_GND Vcc C6 0.7F 8 VDD VDD OUT IN OUT R9 k C F CH_GND U TSC9CPA GND GND 5 CH_GND Vcc C 0.7F VDD VDD OUT IN OUT R k 8 U TSC9CPA GND GND 5 CH_GND T R R R R5 Q5_DRIVE Q5_DRIVE_RET Q8_DRIVE Q8_DRIVE_RET Q7_DRIVE Q7_DRIVE_RET Q6_DRIVE Q6_DRIVE_RET Q5_DRIVE Q5_DRIVE_RET Q7_DRIVE Q7_DRIVE_RET 部 分 自 由 运 行 斩 波 器 电 路 +DC_BUSS CH_I_FDBK CH_I_FDBK CH_GND CH_GND Q6_DRIVE Q6_DRIVE_RET Q8_DRIVE Q8_DRIVE_RET 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 9 页

30 PICREF- 图 B-5: FRC 第 页 ( 共 页 ) X X T ZZ8 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 D N565 D N565 D N565 D N565 J R7 7 / W C F 5V X X FRC_SYN CH_GND U I 785 O R Vcc C 00F 5V CH_GND J Q5_DRIVE Q5_DRIVE_RET Q6_DRIVE Q6_DRIVE_RET Q7_DRIVE Q7_DRIVE_RET Q8_DRIVE Q8_DRIVE_RET CH_I_FDBK CH_GND CH_I_FDBK CH_GND +DC_BUSS DS050C_CN 第 0 页 008 Microchip Technology Inc.

31 PICREF- 图 B-6: 逆 变 器 控 制 (INV CRTL) 卡 第 页 ( 共 页 ) FLT+ ZC+ FLT- ZC- +5V +5V U N5 ENABLE+ U9 N5 ENABLE- +5V R7 k U PIC7C C5 0.F U0 N5 VDD Gnd 7 U CTX7 5MHz Out R9 k 8 PWM ( 至 第 页 ) +5V C 0.F RA5/TX/CK RA/RX/DT RA RA RA/T0CKI RA0/INT RB7 RB6 RB5/TCLK RB/TCLK RB/PWM RB/PWM RB/CAP RB0/CAP TEST OSC/CLKIN OSC/CLKOUT VDD VSS VSS RD7/AD6 RD6/AD RD5/AD RD/AD RD/AD RD/AD0 RD/AD9 RD0/AD8 RC7/AD7 RC6/AD6 RC5/AD5 RC/AD RC/AD RC/AD RC/AD RC0/AD0 RE/WR RE/OE RE0/ALE MCLR/VPP 0 Clr Clk 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 +5V U9 7HC00 C7 0.F Q Q Q Q Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q0 Q Q R8 k D7 D6 D5 D D D D D0 RD WR CS INT ALARM POS_NEG FAULT ENABLE ( 至 / 自 第 页 ) C6.7F 0V.5MHz 95kHz +5V +5V R0 7k C6 0.F D7 D6 D5 D D D D D0 RD WR INT CS D0 N U5 ADC05CIN DB7 DB6 DB5 DB DB DB DB DB0 RD WR INT CS CLK DV+ DGND CH0 CH CH CH AV+ Vr+ Vr- V- Vrout R5.75k -5V R.75k.5MHz ( 至 第 页 ) 95kHz ( 至 第 页 ) V C 0F 0v R6.75k R.75k CH0( 自 第 页 ) CH( 自 第 页 ) -5V +5V C 0.F C 0.F C 0.F R R.75k U6b LM58 R.75k + +V 8 -V U6a LM58 R7 00 C 0.F l l l Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

32 PICREF- 图 B-6: INV CRTL 第 页 ( 共 页 ) R 9 +5V R.k U6a LT0CN8 +V 8 R 9 R5 00k OSENSE_ CH0 CH ( 至 第 页 ) + OSENSE_ ( 至 第 页 ) -5V D6 D5 R R6 D7 -V 00k 00k C0 7pF C 7pF R7 00k +5V -5V D8 +5V.5MHz ( 自 第 页 ) U8c 700 U5c 7AC U5a 7AC00 R 0 C 0.F 95kHz ( 自 第 页 ) R k C pf U5d 7AC00 +5V C 0.F 5 U5b 7AC00 6 R0 k Q NA R.k T 7 U6b LT0CN8 R8 8k 6 R9 k + 5 R0 9.9 BB_SYNC BB_SYNC FRC_SYNC FRC_SYNC PFC_SYNC PFC_SYNC CSENSE_ 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 - - DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

33 PICREF- 图 B-6: INV CRTL 第 页 ( 共 页 ) 退 出 饱 和 信 号 ( 自 第 页 ) HF_BIAS T HF_BIAS +5V R.75k D9 N50- Ua 7AC00 ENABLE 5 Ub 7AC00 R9.75k 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 6 D N565 D N565 FAULT 0 9 Uc 7AC V C5 0.F D N565 D N565 Ud 7AC00 L Ua 7AC00 PWM POS_NEG 5 U8d 700 Ub 7AC00 6 C 7F 5V C8 7F 5V +5V 0 9 U I 78 O R C9 0.F Uc 7AC00 Ud 7AC00 U I 7805 O R 8 R k R k +V C.F 5V +5V C.F 5V C7 nf 0 9 C8 nf U7a V U7c 786 R5 k 5 8 U7 I 7905 O R U8 I 79 O R U8a 700 U7b L_HI 5 U8b U7d 786 L_HI C9.F 5V -5V C.F 5V -V Ub 7AC00 6 Ua 7AC00 Ud 7AC00 Uc 7AC V C0 0.F Q0_DRIVE Q_DRIVE Q9_DRIVE Q_DRIVE 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

34 PICREF- 图 B-6: INV CRTL 第 页 ( 共 页 ) CN Q9_OC_ALARM Q9_DRIVE Q0_OC_ALARM Q0_DRIVE Q_OC_ALARM Q_DRIVE Q_OC_ALARM Q_DRIVE +V R k R k R5 k R6 k +5V C9 0.F C0 0.F C5 nf C6 nf C7 nf C8 nf 5 U0a 08 U0b 退 出 饱 和 信 号 ( 至 第 页 ) CN CN CN HF_BIAS HF_BIAS ZC+ FLT+ ENABLE+ FLT- ZC- ENABLE- 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 CN5 CN6 CN7 OSENSE_ OSENSE_ CSENSE_ BB_SYNC BB_SYNC CHP_SYNC CHP_SYNC PFC_SYNC PFC_SYNC DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

35 PICREF- 图 B-7: 逆 变 器 驱 动 (INV DRV) 卡 第 页 ( 共 页 ) Q#_OC_ALARM 至 逆 变 器 控 制 板 Q#_DRIVE 自 逆 变 器 控 制 板 +Vdc R, R5, R9, R.5k O_GND +5Vdc R, R6, R0, R.5k 5 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 U5, U6, U7, U8 HL R, R7, R, R5.5k C, C7, C, C5 00F 5V U9, U0 U, U 788 O I R C, C8, C, C6 F 5V D5, D9, D7, D, D, D7 D5, D9 N565 N565 C7, C8, C9, C0 0F Q#_GND D, D, D, D ERA-0 D6, D0, D8, D, D, D8 D6, D0 N565 N Q#_GND OVP AMP U, U, U, U EXB80 9 C, C6, C0, C F 5V C, C5, C9, C F 5V R, R8, R, R6 Q#_C Q#_G Q#_E Q#_GND 逆 变 器 H 桥 的 Q# 注 : 逆 变 器 驱 动 卡 有 四 () 个 如 图 所 示 的 电 路, 分 别 用 于 驱 动 四 个 逆 变 器 H 桥 晶 体 管 (# = 9 0 或 ) T, T, T, T ZZ8 X X 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 5 页

36 PICREF- 图 B-7: INV DRV 第 页 ( 共 页 ) CN Q9_OC_ALARM Q9_DRIVE Q0_OC_ALARM Q0_DRIVE Q_OC_ALARM Q_DRIVE Q_OC_ALARM Q_DRIVE 图 注 电 路 板 外 部 连 接 电 路 板 内 部 连 接 +5Vdc +Vdc O_GND CN X X CN CN CN5 CN6 Q9_C Q9_G Q9_E Q0_C Q0_G Q0_E Q_C Q_G Q_E Q_C Q_G Q_E DS050C_CN 第 6 页 008 Microchip Technology Inc.

37 PICREF- 附 录 C: 软 件 清 单 单 片 机 软 件 的 主 要 目 的 是 提 供 逆 变 器 快 速 反 馈 环 响 应, 以 使 瞬 态 响 应 和 输 出 失 真 达 到 高 性 能 设 计 的 要 求 此 外, 逆 变 器 软 件 可 用 于 为 任 何 日 常 操 作 代 码 提 供 必 需 的 通 信, 也 可 用 于 实 现 输 出 电 压 与 输 入 电 压 波 形 的 同 步 日 常 操 作 软 件 不 是 为 此 参 考 设 计 而 开 发 的 ; 但 是, 逆 变 器 软 件 在 适 当 的 位 置 为 此 类 接 口 提 供 了 连 接 日 常 操 作 软 件 应 当 提 供 UPS 功 率 流 的 总 体 控 制, 也 应 为 外 接 设 备 ( 如 板 上 LCD 显 示 和 主 计 算 机 软 件 接 口 ) 提 供 必 需 的 通 信 和 测 试 功 能 在 本 文 档 出 版 之 时, 就 已 存 在 PICREF- 软 件 源 代 码, 如 下 所 列 可 在 Microchip BBS 和 WWW 网 站 上 获 得 PICREF- 软 件 的 最 新 电 子 版 本 /***************************************************************************** * 文 件 名 : MAIN.C ****************************************************************************** * * 作 者 : Dave Karipides * 公 司 : APS, Inc. * 日 期 : --97 * 使 用 MPLAB-C v. 编 译 * ****************************************************************************** * * 头 文 件 : * ****************************************************************************** * * 说 明 : 主 程 序 调 用 所 有 的 子 程 序, 用 于 产 生 * 50Hz 或 60Hz 的 开 环 或 反 馈 正 弦 波 * ****************************************************************************** * * 修 订 版 : * 997 年 月 日 增 加 了 反 馈 环 * * ******************************************************************************/ /***************************************************************************** * main() * * 说 明 : 主 程 序 初 始 化 寄 存 器 并 无 限 地 循 环 下 去 * 在 TMR0 中 断 程 序 中 处 理 所 有 的 控 制 * * * * 输 入 变 量 : 无 * * 输 出 变 量 : 无 * * ******************************************************************************/ //#define OPEN_LOOP #define FEEDBACK //#define 50Hz #define 60Hz #pragma option v #include <7c.h> #include <math.h> #include <delay6.h> #ifdef OPEN_LOOP 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 7 页

38 PICREF- // 该 表 产 生 完 整 VRMS 输 入 unsigned char const pwmtab[]={0,5,50,7,98,0,,6,80,97,, 5,5,,50,5,55,5,50,,5, 5,,97,80,6,,0,98,7,50,5}; #endif #ifdef FEEDBACK // 该 表 产 生 略 小 于 完 整 VRMS 的 输 入 unsigned char const pwmtab[]={0,0,0,60,79,97,,,5,59,7, 8,89,97,0,05,06,05,0,97,89, 8,7,59,5,,,97,79,60,0,0}; #endif long read_ad(unsigned char); // 声 明 A/D 转 换 器 函 数 unsigned char index; // 指 向 正 弦 波 参 考 表 的 指 针 变 量 unsigned char sign; // 用 于 展 开 正 弦 波 参 考 表 的 标 志 long reference; // 展 开 后 的 正 弦 波 参 考 值 unsigned char reference; // 编 译 器 V. 版 不 支 持 将 无 符 号 // char 类 型 强 制 转 换 为 长 整 型, 因 此 我 们 将 单 独 写 低 字 节 long out_volt; // 输 出 电 压 大 小 ; long y; // 补 偿 程 序 中 所 使 用 的 变 量 long yold; long x; long xold; long ad_value; // A/D 转 换 器 值 void main(void) { CLRWDT(); PORTC = 0; // 将 portc 锁 存 器 值 清 零 DDRC = 0x; // 设 置 C 的 数 据 方 向 寄 存 器 DDRB = 0; // 设 置 B 的 数 据 方 向 寄 存 器 PR = 0xFF; // 设 置 PR 寄 存 器 ( 时 钟 频 率 为 5Mhz 时 为.Khz) PWDCL = 0; // 设 置 PWM 的 低 位 为 0 PWDCH = 0; // 初 始 化 PWM 占 空 比 为 0 T0STA = 0x0; // 配 置 Timer0 预 分 频 器 INTSTA.T0IE = ; // 使 能 Timer0 中 断 TCON.TMRCS = 0; TCON.T6 = 0; TCON.TMRON = ; // 启 动 Timer (PWM 定 时 器 ) TCON.PWMON = ; // 打 开 PWM CPUSTA.GLINTD = 0; // 允 许 中 断 } index = 0; sign = 0; y = 0; yold = 0; x = 0; xold = 0; PORTC.0 = ; while(); // 初 始 化 变 量 // 使 能 逆 变 器 // 无 限 循 环, 在 中 断 服 务 程 序 中 执 行 #ifdef FEEDBACK TMR0() { T0STA.T0CS = 0; PORTB.7=; #ifdef 60Hz TMR0L=0xA5; TMR0H=0xF9; #endif #ifdef 50Hz TMR0L=0x5F; TMR0H=0xF8; // 定 时 器 中 断 // 停 止 定 时 器 // 以.8KHz 频 率 中 断 Timer0 产 生 60Hz 输 出 // 以.0KHz 频 率 中 断 Timer0 产 生 50Hz 输 出 DS050C_CN 第 8 页 008 Microchip Technology Inc.

39 PICREF- #endif T0STA.T0CS = ; CLRWDT(); reference = 0; reference_lo = pwmtab[index]; // 启 动 定 时 器 // 清 零 参 考 值 // 查 找 正 弦 波 参 考 值 if (!index) // 每 次 查 表 循 环 完 毕 标 志 翻 转 sign = ~sign; ++index; // 索 引 递 增 if (index == ) // 如 果 查 找 到 表 末, 复 位 计 数 器 index = 0; if (sign) // 如 果 正 在 输 出 负 半 周 期 { reference = ~reference; // 对 于 ref<=0 的 情 况, 编 译 器 V. 版 不 具 有 取 负 (-ref) 的 功 能 reference = reference + ; // } ad_value = read_ad(0); out_volt = ad_value - 5; // 读 输 出 电 压 (5 次 计 数 =0V 输 出 ) // 得 到 表 达 式 y = yold + (0.096 * (x + xold)) // 其 中 yold 和 xold 分 别 是 上 次 采 样 的 y 和 x 值 // x 表 示 < 信 号 误 差 >, 它 等 于 逆 变 器 输 出 与 参 考 信 号 // 之 差 x = out_volt - reference; y = ((x + xold) * ); y = y / 56; y = y + yold; if (y >= 0) { PORTC. = 0; // 设 置 正 半 周 期 } else { PORTC. = ; // 设 置 负 半 周 期 y = ~y; y = y + ; } if (y > 55) y = 55; // 限 制 y 的 最 大 值 PWDCH = y; // 更 新 占 空 比 xold = x; // 保 存 上 一 采 样 状 态 yold = y; PORTB.7=0; } #endif #ifdef OPEN_LOOP // 定 义 OPEN_LOOP 使 逆 变 器 在 开 环 模 式 下 运 行 TMR0() // 定 时 器 中 断 { T0STA.T0CS = 0; // 停 止 定 时 器 #ifdef 60Hz TMR0L=0xA5; TMR0H=0xF9; // 以.8KHz 频 率 中 断 Timer0 产 生 60Hz 输 出 #endif #ifdef 50Hz TMR0L=0x5F; / 以.0KHz 频 率 中 断 Timer0 产 生 50Hz 输 出 TMR0H=0xF8; #endif T0STA.T0CS=; // 启 动 定 时 器 CLRWDT(); PWDCH = pwmtab[index]; if (!index) { PORTC.0 = 0; // 门 驱 动 关 闭 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 9 页

40 PICREF- PORTC. = ~PORTC.; // 取 反 正 / 负 位 PORTC.0 = ; // 门 驱 动 打 开 } ++index; if (index == ) index = 0; PORTC. = ~PORTC.; // 位 翻 转, 以 检 测 频 率 } #endif long read_ad(unsigned char channel) { long result; } PORTC.6 = ; // 写 位 为 高 电 平 PORTC.7 = ; // 读 位 为 高 电 平 PORTC. = ; // 片 选 为 高 电 平 DDRD = 0; // 设 置 PORTD 作 为 输 出 PORTD = 0x0; // 有 符 号 0 位 通 道 单 端 模 式, 前 面 加 0 以 右 对 齐 PORTC. = 0; // 片 选 有 效 PORTC.6 = 0; // 锁 存 命 令 字 到 A/D PORTC.6 = ; // 启 动 转 换 PORTC. = ; // 取 消 片 选 while (PORTC.5); // 等 待 转 换 结 束 DDRD = 0xFF; // 设 置 PORTD 作 为 输 入 PORTC. = 0; // 片 选 有 效 PORTC.7 = 0; // 读 高 字 节 *( ((unsigned char*)&result) + ) = PORTD; PORTC.7 = ; PORTC. = ; PORTC. = 0; PORTC.7 = 0; // 读 低 字 节 *( ((unsigned char*)&result) ) = PORTD; PORTC.7 = ; PORTC. = ; // 复 位 片 选 线 return (result); // 返 回 数 据 DS050C_CN 第 0 页 008 Microchip Technology Inc.

41 PICREF- 附 录 D: PCB 布 线 和 生 产 加 工 图 UPS 控 制 卡 的 顶 层 丝 印 图 如 下 所 示 此 处 所 列 电 路 板 尺 寸 是 相 对 于 本 页 面 方 向 的 ;( 水 平 尺 寸 x 垂 直 尺 寸 ) 所 列 电 路 板 为 : 电 池 升 压 PCB 自 由 运 行 斩 波 器 PCB 逆 变 器 驱 动 卡 逆 变 器 控 制 卡 功 率 因 数 校 正 电 路 没 有 构 建 在 电 路 板 上 可 在 Microchip BBS 和 WWW 网 站 上 获 得 这 些 电 路 图 以 及 其 他 布 线 和 生 产 加 工 图 ( 顶 层 和 底 层 覆 铜 顶 层 和 底 层 阻 焊 层 钻 孔 图 报 告 图 以 及 电 路 板 图 ) 的 电 子 版 图 D-: 电 池 升 压 PCB (5 x.8 ) U6 R6 R5 C7 R8 C8 C0 R0 R9 R C9 C8 Q R0 C7 CN C5 R R C6 R C R C C9 T C6 UC85AN U5 C5 U R CN R R C C R9 D R R5 R5 R6 U D U C U C D R D R6 R7 R7 R8 D6 D5 R C C D8 D7 R CN T- T- T- T- 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

42 PICREF- 图 D-: 自 由 运 行 斩 波 器 PCB ( x 5 ) C5 C6 T- R J U C R9 R8 R U T- T- T T-5 T- R5 R0 T-6 U5 C C R C C T-7 T-8 U T-9 R C9 R C0 T-0 D R7 U C D R D D T- T- R C8 C7 R R6 R7 C R8 Q R6 R5 D8 D9 R9 T T- T- Q D7 D5 J D6 DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

43 PICREF- 图 D-: 逆 变 器 驱 动 卡 (5 x 8 ) T- T- U D7 D5 D6 D8 U9 C C D C T- T- T- T- T T R 5 R U5 T- T- U C7 D D9 D0 D R R U0 C8 C5 C D C7 CN 5 R6 C8 R8 C6 CN CN R5 U6 R7 CN T- T- U D5 D D D6 U C C9 D C 5 R0 C9 R C0 T- T- T R9 U7 R CN5 T- T- T T- T- U D9 D7 D8 D0 U C6 C D C5 5 R C0 R6 C R U8 R5 CN6 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 页

44 PICREF- 图 D-: 逆 变 器 控 制 卡 U8 U7 U U D D D D C C9 C C L- L- L- L- R0 C8 C L T- T-6 T- CN T- R9 R8 R U6 LT0CN8 C C6 T-5 T R R R R5 C R7 C0 D7 D8 D5 C D6 ADC05 U5 C T- CN5 R6 R R5 R6 R R R R6 R7 R C C U N5 R8 R7 R9 U9 N5 U0 N5 U CTX7 CN U6 LM58 C R9 PIC7C U R0 D0 C6 T-7 C5 CN C9 T-5 T C5 U 7AC00 U 7AC00 U9 7HC00 C7 R C U0 08 C U8 700 U5 7AC00 R0 C R Q T- T- T- T- CN6 C9 C0 R D9 C5 R C6 R C7 R5 C8 R6 R C7 U7 786 R5 C8 R CN7 C0 U 7AC00 CN DS050C_CN 第 页 008 Microchip Technology Inc.

45 PICREF- 附 录 E: 元 器 件 清 单 (BOM) 本 附 录 列 出 了 UPS 系 统 组 件 的 元 器 件 清 单 (BOM), 附 录 D 对 每 块 UPS 板 进 行 了 说 明 E. UPS 系 统 组 件 说 明 数 量 标 识 符 部 件 编 号, 生 产 商, 联 系 方 式 晶 体 管 Q - Q IRFP6, International Rectifier, (0) - 晶 体 管 Q5 - Q8 IRF50, International Rectifier, (0) - ; 或 通 用 N6770 晶 体 管, 每 块 配 备 个, 75A Q9 - Q MBI75L-060, Fuji, (08) ; 或 CM75DY-H, Powerex, () (800) 5-5 ( 仅 限 美 国 ) 互 感 器 T ZZ9, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 电 流 互 感 器 T ZZ50, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 互 感 器 T, T5 ZZ95, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 互 感 器 T6 ZZ55, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 互 感 器 T7 ZZ59, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 电 感, 500uH L ZZ5, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 电 感, 75uH L ZZ56, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 电 感, 00uH L5, L6 ZZ57, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 电 感, 50uH L7 ZZ58, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 开 关 RLY, RYL 二 极 管 D, D, D DESI 0-A 二 极 管 D9, D0 DESI 60-A 电 容, uf, 600V C, C, C9 通 用 电 解 电 容, 600uF, 50V C5, C6 通 用 电 解 电 容, 50uF, 50V C0, C 通 用 电 容, 0.58uF C, C 通 用 电 容, 0uF, 600V C - C7 通 用 电 阻, 00kΩ, W R - R7 通 用 电 阻, 5.6Ω R8 通 用 008 Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 5 页

46 PICREF- E. 电 池 升 压 PCB 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 0.0µF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 0.µF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容,.7µF, 径 向 引 线 钽 电 容,.5µF, 5V 轴 向 引 线 电 解 电 容, µf, 5V 轴 向 引 线 电 解 电 容, 00µF, 5V 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 00pF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 70pF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 680pF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 700pF 说 明 数 量 标 识 符 部 件 编 号, 生 产 商, 联 系 方 式 C9,6,7 ECU-SJ0KBA, Panasonic (7) C5 ECU-SA0KBA, Panasonic (7) C, 6, ECU-SJ7KBB, Panasonic (7) C, 5,, 8 ECS-FEE55K, Panasonic (Digikey:P0-ND) (7) C ECE-AVU0, Panasonic (7) C ECE-BEU0Y, Panasonic (7) C0, 9 ECU-SA0JCA, Panasonic (7) C7, ECU-SA7JCB, Panasonic (7) C ECU-SA68JCB, Panasonic (7) C8 ECU-SA7JCB, Panasonic (7) PCB 接 线 端 子 排, 00mil CN,, ED0/DS, On-Shore Technology (60) 轴 向 引 线 小 信 号 二 极 管 D5,6,7,8 N50-, Microsemi (60) 轴 向 引 线 快 速 恢 复 二 极 管, 00V, A D- N565, Microsemi (60) 小 信 号 晶 体 管, NPN, TO-8 Q NA, National Semiconductor (08) (800) ( 仅 限 美 国 ) 轴 向 引 线 电 阻, 5.6Ω, / W R6, 7, 7,8 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 6.Ω, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, Ω, / W R0 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 7Ω, / W R9 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 00Ω, / W R0 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 50Ω, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 5Ω, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, kω, / W R 5,, 6 通 用 轴 向 引 线 电 阻, kω, / W R, 5 通 用 轴 向 引 线 电 阻,.67kΩ, / W R9 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 6.8kΩ, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 0.kΩ, / W R8,, 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 5.7kΩ, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 7.5kΩ, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 69.8kΩ, / W R 通 用 互 感 器 T ZZ8, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 DS050C_CN 第 6 页 008 Microchip Technology Inc.

47 PICREF- E. 电 池 升 压 PCB ( 续 ) 说 明 数 量 标 识 符 部 件 编 号, 生 产 商, 联 系 方 式 IC, 六 反 相 器, 引 脚 DIP 封 装 IC, +5V 稳 压 器 TO-0 IC, 四 比 较 器 引 脚 DIP 封 装 IC, 线 性 驱 动 器, 8 引 脚 DIP 封 装 IC, PWM, 8 引 脚 DIP 封 装 U MC09UBCL, Motorola (60) U MC785CT, Motorola (60) U6 LM9N, National Semiconductor (08) (800) ( 仅 限 美 国 ) U, TSC9CPA, TelCom (5) (800) ( 仅 限 美 国 ) U5 UC85AN, Unitrode (60) Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 7 页

48 PICREF- E. 自 由 运 行 斩 波 器 PCB 说 明 数 量 标 识 符 部 件 编 号, 生 产 商, 联 系 方 式 径 向 引 线 陶 瓷 电 容,.7µF 径 向 引 线 钽 电 容,.5µF, 5V 径 向 引 线 电 解 电 容, µf, 5V 轴 向 引 线 电 解 电 容, 00µF, 5V 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 00pF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 70pF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 680pF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 00pF 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, 700pF 可 双 层 堆 叠 的 PCB 接 线 端 子, 间 距 为 00 mm C, 6, ECU-SJ7KBB, Panasonic (7) C, 5, ECS-FEE55K, Panasonic (7) C ECE-AVU0, Panasonic (7) C ECE-BEU0Y, Panasonic (7) C9 ECU-SA0JCA, Panasonic (7) C0 ECU-SA7JCB, Panasonic (7) C ECU-SA68JCB, Panasonic (7) C8 ECU-SAJCB, Panasonic (7) C7 ECU-SJ7KBA, Panasonic (7) CN, ED0/DS, On-Shore Technology (60) 轴 向 引 线 小 信 号 二 极 管 D8, 9 N50-, Microsemi (60) 轴 向 引 线 快 速 整 流 二 极 管, 00V, A D- N565, Microsemi (60) 轴 向 引 线 齐 纳 二 极 管 D5-7 N985B, Motorola (60) 小 信 号 晶 体 管, NPN, TO-8 轴 向 引 线 电 阻, Ω, / W R-5 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 0Ω, / W R6 通 用 轴 向 引 线 电 阻, Ω, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 00Ω, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 50Ω, / W R7 通 用 轴 向 引 线 电 阻, kω, / W R6, 9, 通 用 轴 向 引 线 电 阻,.5kΩ, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻,.78kΩ, / W R 通 用 轴 向 引 线 电 阻,.kΩ, / W R8, 0 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 7Ω, / W R7 通 用 轴 向 引 线 电 阻,.7kΩ, / W R8 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 0kΩ, / W R5 通 用 轴 向 引 线 电 阻, 00kΩ, / W R9 通 用 互 感 器 偏 置 电 源 互 感 器 驱 动 器 IC, 六 反 相 器, 引 脚 DIP 封 装 Q, NA, National Semiconductor (08) (800) ( 仅 限 美 国 ) T TF5S0ZZ8, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 T TF5S0ZZ60, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 U5 MC09UBCL, Motorola (60) DS050C_CN 第 8 页 008 Microchip Technology Inc.

49 PICREF- E. 自 由 运 行 斩 波 器 PCB ( 续 ) 说 明 数 量 标 识 符 部 件 编 号, 生 产 商, 联 系 方 式 IC, +5V 稳 压 器 TO-0 IC, 线 性 驱 动 器, 8 引 脚 DIP 封 装 IC, PWM, 8 引 脚 DIP 封 装 U MC785CT, Motorola (60) U, TSC9CPA, TelCom (5) (800) ( 仅 限 美 国 ) U UC85AN, Unitrode (60) Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 9 页

50 PICREF- E. 逆 变 器 驱 动 卡 轴 向 引 线 电 解 电 容, µf, 5V 说 明 数 量 标 识 符 C,, -6, 8-0, -, 6 部 件 编 号, 生 产 商, 联 系 方 式 ECE-AVU0, Panasonic (7) 轴 向 引 线 薄 膜 电 容, 00µF, 5V C, 7,, 5 ECE-BEU0Y, Panasonic (7) 带 状 电 缆 连 接 器, 0 针 PCB 接 线 端 子 排, 槽 -, 间 距 为 00mil 轴 向 引 线 快 速 恢 复 二 极 管, 600V, A 轴 向 引 线 快 速 恢 复 二 极 管, 00V, A CN 8-600, M Scotchflex (5) (800) 5-57 ( 仅 限 美 国 ) 0 CN-6 ED0/DS, On-Shore Technology (60) D- ERA-0, Fuji (Collmer) () D5-0 N565, Microsemi (60) 轴 向 引 线 电 阻, / W, Ω, % R, 8,, 6 通 用 轴 向 引 线 电 阻, / W,.5kΩ, % R-, 5-7, 9-, 通 用 -5 环 形 互 感 器, 00kHz, :7 IC, 光 电 耦 合 器, 6 引 脚 DIP 封 装, 施 密 特 触 发 器 逻 辑 输 出 稳 压 器, TO-0 8Vdc T- TF5S0ZZ8, Airborne Power ( 核 心 是 XJ-605-TC) 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 U5-8 HLQT, QT Optoelectronics () 7-0 U9- MC788CT, Motorola (60) 驱 动 器, IGBT, 混 合 封 装 U- EXB80, Fuji (0) 环 形 固 定 片 00-, Delbert-Blinn (909) 不 锈 钢 螺 栓, -0x/ 通 用 不 锈 钢 垫 圈, -0 通 用 DS050C_CN 第 50 页 008 Microchip Technology Inc.

51 PICREF- E.5 逆 变 器 控 制 卡 说 明 数 量 标 识 符 部 件 编 号, 生 产 商, 联 系 方 式 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, C0G pf, 00V 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, X7R 0.00µF, 00V, 径 向 引 线 陶 瓷 电 容, X7R 0.µF, 00V 轴 向 引 线 钽 电 容,.µF, 5V 径 向 引 线 电 解 电 容, 0µF, 6V 轴 向 引 线 电 解 电 容, 7µF, 5V 轴 向 引 线 钽 电 容,.7µF, 0V C ECU-SA0JCA, Panasonic (7) C0,, 5-8, 7, 8 5 C-7,,, 9-,, 5, 9, 0,, ECU-SA0KBA, Panasonic (7) ECU-SA0KBA, Panasonic (7) C,, 9, ECS-FEE5K, Panasonic (7) C ECE-ACU, Panasonic (7) C, 8 ECE-BEFS70, Panasonic (7) C6 ECS-FAE75K, Panasonic (7) 带 状 电 缆 连 接 器, 0 针 PCB 接 线 端 子 排, 槽 -, 间 距 为 00 mm CN 8-600, M Scotchflex (5) (800) 5-57 ( 仅 限 美 国 ) CN-7 ED0/DS, On-Shore Technology (60) 轴 向 引 线 小 信 号 二 极 管 6 D5-0 N50-, Motorola (60) 轴 向 引 线 快 速 恢 复 二 极 管, 00V, A D- N565, Microsemi (60) 小 信 号 晶 体 管, NPN, TO-8 Q NA, National Semiconductor (08) (800) ( 仅 限 美 国 ) 轴 向 引 线 电 阻, / W, 9.9Ω, % R0 通 用 轴 向 引 线 电 阻, / W, 0Ω, % R 通 用 轴 向 引 线 电 阻, / W, kω, %, R9, -6, 0, 通 用, 7-9, -5 轴 向 引 线 电 阻, / W,.kΩ, % R, 通 用 轴 向 引 线 电 阻, / W,.75kW, % 8 R, 9, -6, 通 用, 轴 向 引 线 电 阻, / W, 9kΩ, % R, 通 用 轴 向 引 线 电 阻, / W, 8kΩ, % R8 通 用 轴 向 引 线 电 阻, / W, 00kΩ, % R-7 通 用 环 形 电 感 L TF5S0ZZ6, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 环 形 互 感 器, P/S CT 环 形 互 感 器, P/S IC, 8 位 移 位 寄 存 器, 6 引 脚 DIP 封 装 IC, +5V 稳 压 器 TO-0 IC, -5V 稳 压 器 TO-0 T TF5S0ZZ6, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 T TF5S6ZZ6, Airborne Power 电 子 邮 件 地 址 见 致 谢 部 分 U9 MC00BAP, Motorola (60) U MC7805CT, Motorola (60) U7 MC7905CT, Motorola (60) Microchip Technology Inc. DS050C_CN 第 5 页