UPS 種類多樣，實現方法各不相同，系統復雜。本題目要求完成一臺輸出電壓等級為 24v和 36v 正弦交流、輸出頻率為 50hz 和 400hz 且可切換的 UPS 后備式變頻電源，50hz 和 400hz是工頻和中頻典型值，24v 和 36v 也是工業、軍事常用電壓等級。電瓶充電方法要求采用較為先進的慢脈沖充電法和 Reflex TM 充電法。同時還需要加入功率因數校正電路使功率因數達到 0.9 以上。經過一段時間的研究制作，已完成題目的大部分要求，較好的實現了設計要求。

      本設計電瓶采用 12V 電動車鉛酸蓄電池，終止放電電壓為 10.8V。市電由工頻變壓器降壓到 12VAC 后進行整流濾波，并送入到 BOOST 型主動式功率因數校正器（APFC）中，校正的同時得到 20VDC 的穩定直流電壓。由此可知，能送入逆變器的電壓為直流 10.8V-20V。題目要求輸出 24V-36V 的交流電壓，在不考慮直流損耗的情況下逆變需要的直流母線電壓為34VDC-51VDC，因此前級需要一個升壓的拓撲結構，將來自電瓶和市電的直流低壓轉化成穩定的直流高壓。能實現這一功能的較為高效的拓撲結構有 BOOST 型和推挽型。 

由于題目中有大量的顯示檢測項目，因此不可避免的要用到單片機進行處理。綜合題目要求和實際制作時的難易，本設計中選擇軟件法生成 SPWM 驅動信號。 

而全橋和半橋結構在逆變電路中都有很廣泛的應用。半橋結構由兩個開關管輪流交替導通，輸出功率大，耐壓高，效率高，比全橋結構簡單，但是其自身電壓利用率低，不適用于低電壓應用場合。全橋結構工作時有兩組功率管輪流導通，呈對角導通原則，輸出功率高，損耗較小，效率高，開關器件耐壓值特別低，選擇余量較大。

      功率因數（PF）指的是有效功率與總耗電量（視在功率）之間的關系，也就是有效功率除以總耗電量（視在功率）的比值。由于電源中大量的非線性器件，導致從市電中取得的電壓電流波形有了相位差，而且電流波形產生畸變，不再是標準的正弦波。功率因數校正就是盡可能的減小電壓電流相位差，并使電流波形正弦化。

充電器的設計

       UC3909 是由美國 Unitrode 公司（現已被美國 Texas Instrument 收購）推出的一款蓄電池專用充電控制管理芯片（引腳定義見圖 3.1a）。利用 UC3909 充電控制器,可以組成開關型鉛酸電池快速充電器。該芯片中的平均電流型 PWM 控制電路,可產生充電狀態邏輯電平。充電狀態邏輯電平根據充電狀態控制充電器的輸出電壓和電流。該芯片中的欠壓封鎖電路,保證加入足夠的電源電壓。此外該芯片中還含有差動電流取樣放大器、精度為 1%的基準電壓,-3.9mV/℃熱敏電阻線性化電路、電壓和電流誤差放大器、PWM 振蕩器、PWM 比較器、PWM 鎖存器、充電狀態譯碼器和一個 100mA 的集電極開路輸出驅動器。 

充電器提供一個恒定的帶有溫度補償的電壓 Vf 給蓄電池，來維持蓄電池容量保持不變，同時會提供很小的浮充電流，彌補蓄電池自身放電造成的容量損失。

充電器設計 外圍電路及元件計算公式

充電器主電路由 UC3909結合外圍電路組成，實現四段式智能充電。配合一個 8 位的STC15F104W/DIP8 封裝的單片機，產生 3min/0.5min 的循環控制脈沖，時序為 3min 的使能低電平使充電器工作，0.5min 的關斷高電平使充電暫停，在此間歇期使電瓶去極化，達到增加電瓶壽命，保護電瓶的目的。

逆變器的前級設計

逆變器前級通過TL494設計的，TL494 是一種固定頻率脈寬調制電路（見圖 3.2a），它包含了開關電源控制所需的全部功能，廣泛應用于橋式單端正激雙管式、半、全橋式開關電源。其主要特征有：

7、推或拉兩種輸出方式。

逆變器的前級電路參數及原理圖

基本理論是根據這個計算的

逆變器前級電路原理：

        來自電瓶或市電整流濾波后的直流電壓，經由推挽變換器兩個開關管的輪流導通變換，使初級兩極線圈中產生方向相反的勵磁電流，并在次級感應出高頻交流電。輸出經過四個肖特基高速二極管構成的全橋整流電路后，變為脈動直流電，再經由兩個高頻電解電容和一個磁環電感組成的π型濾波器，得到穩定的紋波系數很小的直流電壓送入逆變后級使用。推挽變換器的兩個開關管開關信號由 TL494 給出，輸出形式為雙端輸出。利用 TL494 自帶的兩個誤差放大器（見圖 3.2b），構成兩個閉環反饋，穩壓環和限流環。限流環在額定的電流時不起作用，不能對穩壓環造成干擾，只有當電流超過限定電流時才出面干預，減小占空比，降低輸出電壓，達到限流目的。

           TL494 通過 5 腳、6 腳外接的 RC 電路起振，內部線性的鋸齒波振蕩器頻率有外部的兩個器件決定，近似的振蕩頻率公式為：

                                                                                  f=1.1/R*C

逆變后級設計中自舉升壓驅動電路及 IR2104 簡介 

在全橋變換拓撲中，由于四個開關管的源極是不共地的，當低端管關斷時，高端管的源極電位會被抬升到電源電壓，此時如果給出和低端管相同的驅動信號，高端管將不能導通，導致電路不能正常工作。因此，需要用到自舉升壓驅動方案。IR2104是國際整流器公司（IR）推出的 一款自舉升壓驅動芯片，典型應用電路見圖

好貼！高手啊！

最近也要做類似這個的項目，請問UPS切換是時候是什么時候切換比較好？

網上看見有的是在市電過零點，也要在最高點的，

后級逆變原理及原理圖 

現結合全橋結構和程序將實現原理作簡單說明：

定時器初值即可改變輸出頻率，很容易達到題目中的變頻要求。 

看了受益匪淺啊！

你的輸出穩壓是如何調節的啊。

樓主方便發一份資料學習下嗎?1677599388@qq.com    感謝!

UCC28019（見圖 3.5a）是一款 8 引腳的連續導電模式（CCM）控制器，該器件具有寬泛的通用輸入范圍，適用于 100W 至 2kW 以上的功率變換器。有源功率因數校正控制器 UCC28019 使用 Boost 拓撲結構，工作于電流連續導電模式。該控制器具有許多系統級的保護功能，主要包括峰值電流限制，軟過電流保護，開環檢測，輸入掉電保護，輸出過壓、欠壓保護，過載保 護，軟啟動，芯片內部將柵極驅動電壓箝位于 12.5V 。

主要特點有：

⑧ 低功耗待機模式

APFC 電路原理及原理圖