单片机控制系统中通常存在很多干扰,影响系统的正常运行,因此抗干扰是在所难免的。本文分析了单片机控制的UPS的干扰类型,分别从硬件和软件的角度给出了多种有效的抗干扰措施。这对于提高系统的抗干扰能力和稳定性是有好处的。
0 引言
随着计算机应用的日益普及和全球信息网络化的发展,对高质量供电设备的需求越来越大,不间断电源(UPS)正是为了满足这种情况而发展起来的电力电子设备。UPS在保证不问断供电的同时,还能提供稳压、稳频和波形失真度小的高质量正弦波电源,目前在计算机网络系统、邮电通信、银行证券、电力系统、工业控制、医疗等领域得到了广泛的应用。微机控制的不间断电源具有两大优点:简化硬件电路,降低成本;软件设计灵活,功能容易扩展,可方便的对软件进行修改完成不同的控制思想。
微机控制技术应用于不间断电源,主要体现在单片机系统上,单片机产生PWM脉冲信号放大后驱动逆变器的开关。而单片机抗干扰的能力不够强,如果抗干扰的措施不当,不但无法体现上述优点,还有可能降低系统的可靠性,甚至无法工作。
本文结合UPS的工作原理,从干扰的类型及采取相应的措施来说明抗干扰技术在UPS中的应用。
1 结构框图及工作原理
1.1 结构框图
根据工作方式,UPS分为后备式和在线式两大类。
UPS的基本结构图见图l、图2所示,它由充电电路、蓄电池、升压电路、逆变电路,切换开关、自动电压调节等部分组成。
1.2 基本工作原理
后备式UPS:当市电在规定电压范围内正常供电时,输入电压经自动电压调节环节稍许滤波,排除一些干扰后,直接输出供给负载。而当市电异常,超出规定范围时,UPS启动逆变器,将后备的电池电压变换成等价于正常市电时的电压值再输出给负载,其基本拓扑结构如图1所示。此种UPS的优点是可靠性较高,结构相对较简单,效率较高,价格也便宜。但由于经逆变后大都是方波或类方波波形,故供电质量稍差,加之市电异常时需启动逆变器由电池供电,有一定的切换时间。
在线式UPS:又称为双变换式UPS,即从市电输入到UPS输出经过了AC/DC和DC/AC两次变换,其基本拓扑结构如图2所示。在市电正常情况下,UPS输入电压经整流、滤波等电路变成直流电压,然后经逆变器将直流电压变成负载需要的交流电压。当市电异常时,输入自动切换到蓄电池上,由蓄电池供电,经逆变器后输出交流电压给负载。此种UPS显然在电路上比后备式UPS要复杂得多,由于采用二次变换,大大改善了负载的供电质量。但其逆变器一直处于工作状态,对逆变器的可靠性和使用寿命提出了较高的要求,由此而产生在线式UPS比后备式UPS价格高很多。(御风)