基于DSP在线式UPS不间断电源控制系统的研究

　PWM产生电路模块

　　三角波产生电路的输入信号是来自DSP的EPWM1A的引脚,该信号是PWM信号，它经过积分后，变为三角波，送入PWM产生电路。来自TMS320F28335的PWM信号EPWM2A经过二阶低通滤波后，产生正弦参考波信号，该信号与逆变输出的电压反馈信号反相。EPWM2A引脚所输出的PWM信号是跟踪市电输入的，该电路具有对输出的正弦波信号进行调控作用。如图8所示是三角波和正弦波的产生电路。

　　图8 三角波和正弦波的产生电路

　　PWM产生电路模块如图9所示，它采用正弦脉宽调制(SPWM)法来实现脉宽调制的目的。根据调制原理可以在比较器的输出端得到一个脉宽等于三角波大于正弦波部份所对应的时间间隔的正脉冲。图中PWM_OFF信号用于控制PWM的输出，当该信号为低电平时无PWM输出。

　　图9 PWM产生电路模块

　继电器控制电路模块

　　继电器控制电路模块，是用NPN三极管来实现对继电器的驱动，其控制信号来自TMS32028335的GPIO64引脚。当GPIO64输出高电平时，继电器RY1动作。同样，继电器RY2也使用该驱动电路。

　　外扩存储器模块

　　外扩的存储器电路，该电路主要用于记录系统的工作状况，比如每天系统的负载量、市电电压、工作时间等。所记录的数据通过RSR232通信接口供给PC端软件分析，实现人机界面的多功能性。外扩存储器具有512K*8Bits FLASH和4K*8bits SRAM存储空间，DSP与外扩存储器通过通信协议进行数据传输。

　　峰鸣产生电路模块

　　峰鸣产生电路模块，当来自TMS32028335的GPIO63引脚输出高电平时，系统峰鸣。

　　系统的软件设计

　　整个系统程序流程如图10所示。

　　图10 系统程序流程图

　　定时器周期中断流程图如图11。

　　图11 定时器周期中断流程图

　A/D采样子程序

　　主要完成线电流采样和线电压采样。为确保电压与电流信号间没有相对相移，本部分利用TMS320F28335片上ADC的同步采样方式。为提高采样精度，在A/D中断子程序中采用了均值滤波的方法。

　　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)

　　{ // 对结果取平均，平滑滤波

　　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; // 复位排序器

　　AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; // 清中断标志位

　　PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // 开中断应答

实验结果

　　在实验过程中，利用示波器检测稳定状态下逆变器输出电压跟踪交流电网电压的波形，由结果可知逆变器系统基本可以实现无静差跟踪。电网突然掉电时，系统切换保护波形，切换时间<10ms，表明该UPS电网失电检测速度快，切换时间短;交流电网欠压 <190V时，UPS输出由电网转换为逆变器对负载供电的波形，切换过程中电压波形波动小。逆变器输出电压失真度小，切换时间<10ms，UPS突加负载时输出电压动态响应波形，可见输出电压波动小，恢复时间<40ms ，动态响应速度快，满足了稳定、动态性能要求。

　　系统的基本参数

　　结束语

　　在线式UPS不间断电源控制系统以TMS320F28335作为主控芯片较以往传统的模拟系统具有结构紧凑、可靠性好、精度高、调试方便，以及成本低等优点，完全体现了数字控制的优势。从试验结果看，完全满足系统要求。最终可向用户提供可靠、准确、稳定的电源电压，实现了在线式UPS 的数字化、智能化和网络化，具有较好的市场应用前景。