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一种单进单出工频在线互动式ups控制板的制作方法.docx


文档分类:通信/电子 | 页数:约14页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。一种单进单出工频在线互动式ups控制板的制作方法专利名称:一种单进单出工频在线互动式ups控制板的制作方法本实用新型公开了一种单进单出工频在线互动式UPS控制板,包括+5V电压产生电路、+、电池电压采样电路、输入电压采样电路、输出电压采样电路、功率管或IGBT模块电流检测电路、逆变桥驱动电路、继电器驱动电路和主副单片机控制电路。本实用新型单进单出工频在线互动式UPS控制板具有更好的实用性,及线路简单,功能齐全的优点度。【专利说明】一种单进单出工频在线互动式UPS控制板技术领域[0001]本实用新型涉及一种控制板,具体是一种单进单出工频在线互动式UPS控制板。【背景技术】[0002]由于技术的限制,现有互动机控制板应用在小功率UPS领域,驱动能力比较弱,检测信号干扰大,发热量大。并且电路复杂,工艺繁琐,因此若生产过程中出现故障问题,技术人员维修困难,大大加重了生产压力,减慢了生产效率,若不能及时解决维修问题还会造成积压,会造成加大成本的投入。[0003]本实用新型公开一种多功能单相型的工频在线互动式UPS的控制板。为解决上述问题,本实用新型单相工频在线互动式不间断电源控制板将最核心最复杂的电路,采用全贴片元件,优化了电路,集中在一块82平方厘米左右的线路板上,使UPS的工艺得到提升;控制板能耗小、增强了对功率管或IGBT模块驱动能力、对继电器的驱动能力、检测信号电路的抗干扰能力强而且稳定准确、对UPS保护能力增强。【实用新型内容】[0004]本实用新型的目的在于提供一种单进单出工频在线互动式UPS控制板,以解决上述【背景技术】中提出的问题。[0005]为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:[0006]一种单进单出工频在线互动式UPS控制板,包括+5V电压产生电路、+、电池电压采样电路、输入电压采样电路、输出电压采样电路、功率管或IGBT模块电流检测电路、逆变桥驱动电路、继电器驱动电路和主副单片机控制电路,所述主副单片机控制电路分别连接+5V电压产生电路、+、电池电压采样电路、温度采样电路、输入电压采样电路、输出电压采样电路、功率管或IGBT模块电流检测电路、逆变桥驱动电路、继电器驱动电路、输出负载电流检测电路和时钟电路。[0007]作为本实用新型的优选方案:所述主副单片机控制电路还输出232通信信号、蜂鸣器驱动信号、显示驱动信号和风扇驱动信号。[0008]与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型单进单出工频在线互动式UPS控制板具有更好的实用性,及线路简单,功能齐全的优点度。【附图说明】[0009]图1为单进单出工频在线互动式UPS控制板的结构框图;[0010]图2为控制板接口示意图;[0011]图3为控制板电源的电路图;[0012]图4为+5V电压产生电路的电路图;[0013]图5为+;[0014]图6为电池电压采样电路的的电路图;[0015]图7为输出电压采样电路的电路图;[0016]图8为输入电压采样电路的电路图;[0017]图9为负载检测采样电路电路图;[0018]图10为功率管或IGBT模块电流检测电路的电路图;[0019]图11为继电器驱动电路的电路图;[0020]图12为逆变桥驱动电路的电路图;[0021]图13为主副单片机控制电路的电路图。【具体实施方式】[0022]下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。[0023]请参阅图1-13,本实用新型实施例中,一种单进单出工频在线互动式UPS控制板,包括+5V电压产生电路、+、电池电压采样电路、输入电压采样电路、输出电压采样电路、功率管或IGBT模块电流检测电路、逆变桥驱动电路、继电器驱动电路和主副单片机控制电路,所述主副单片机控制电路分别连接+5V电压产生电路、+、电池电压采样电路、温度采样电路、输入电压采样电路、输出电压采样电路、功率管或IGBT模块电流检测电路、逆变桥驱动电路、继电器驱动电路、输出负载电流检测电路和时钟电路。[0024]主副单片机控制电路还输出232通信信号、蜂鸣器驱动信号、显示驱动信号和风扇驱动信号。[0025]本实用新型的工作原理是:如图2所示:l为20P针座由外部开关电源提供可靠的电源接入给控制板,提供+15V、-15V、+12V、HPOffER+、HPOffER-、FANS、SVD、地、SW11和SW2信号;Jl插座为电池电压输入插座;J2插座为温度采样接口;J3插座为显示驱动信号接口;J4插座为功率管或IGBT模块电流检测电路接口;J5插座为输出负载电流采样电路、输出电压采样和输入电压采样接口;J6为程序烧写接口;J7为逆变桥的驱动信号接口;接口;J9为继电器的驱动信号接口;JlO为控制板与外部通讯的232通讯接口;JlI为手动维修旁路检测接口。[0026]如图3所示:l输入插座提供可靠的工作电源。+l的14脚引入连接接地电容C37、C14和接地电解电容C13后提供稳定+15V电源;-l的15脚引入连接接地电容C38、C16和接地电解电容C15后提供稳定-15V电源;+l的12、13、16、17脚引入控制板;l的9、10、11和19连接。[0027]如图4所示+5V电源,主要由滤波电容C7,C8,C9,ClO,分压电阻R39,R40以及三端稳压芯片LM317连接而成;l的12,13,16,17脚经二极管D2引入电压+12V,经过电解电容ClO和C9并联组成的滤波电路,作为三端稳压芯片LM317的输入Vin及+12VDD;通过R39和R40对输出端电压和地GND的分压,作为LM317的六01端;稳压器1]2输出端3(+¥0此)经过C8,C7滤波后输出5V直流电压给单片机MCU及其他电路。上述电路也可用其他常用稳压输出电路来实现5V直流输出。[0028]如图5所示:由TL072和R11,R17和C4组成电压跟随器,从而生产+。由于R11=R17,+5V经过R11,R17分压并且,作为运算放大器的同相输入端,输出电压直接反馈到运算放大器的反相输入端,而它的反馈电阻为零,使其电压跟随器,放大系数为1,所以运算放大器的输出电压等于同相端电压,即为+,。+。电池电压采样电路如图6所示:+15V电压连接接地电容Cl后接入到运算放大器Ul的8脚,-15V电压连接到UI的4脚;信号BAT+为电池正极、BAT-为电池负极,信号BAT+由JI的I脚接入通过电阻R8,Rl5,R14,Rl3,R7,R3和接地电阻R6、接地高频滤波电容C2接入运算放大器同相输入端;信号8八1'-由11的2脚接入通过电阻1?12,1?21,1?20,1?19和1?18接入运算放大器反相输入端;输出电压通过电阻R24和电容C3反馈到运算放大器反相输入端,从而形成电压差动放大器。差动放大器通过把BAT+和BAT-电压作比较,输出BATVOL差模信号并且经过并接电阻R24、电容C3到UlA的反相端。输出电压采样电路如图7所示:UPS输出电压采样电路:+15V和-15V电源分别连接运算放大器U7的8脚、4脚;信号OUTN和信号OUTL分别从插座J5的I,2脚和5,6脚引入控制板,信号OUTL为UPS的输出电压的相线电压,再通过电阻R65、R66、R103和R102限流,电容C27高频滤波后,接入运算放大器U7A的同相端,;信号OUTN为UPS的输出电压的零线电压,通过电阻R69、R68、R108和R107后接入运算放大器U7A的反相端;输出电压通过电阻R106和电容C31反馈到运算放大器U7A的反相端,从而构成了电压差动放大器,当UPS有输出电压时,采样输出电压相线电压OUTL和零线电压OUTN电压差动放大器作比较,通过运算放大器输出差模信号,输出信号经并联连接的R106和C31反馈到反相端,同时输出信号经电阻R104和接地高频滤波电容C28后,分两路输出信号到主单片机和副单片机处理。分别是信号OUTPUTAD接入单片U4的21脚和信号OUTVOL接入单片机U6的7脚。因其采用的是电阻+运算放大器的方式检测,是为了实现运行速度更快,检测时间短,可实现小于4ms的切换时间,满足IT行业精密仪器的使用。该电路结合+,,,,这样可以实现对输出交流电压正半轴、负半轴的检测,起到均衡辨别正负信号,对交流信号实现全波检测,可判别交流电的正负电压。[0029]图8为UPS输入电压采样电路:信号INN和信号INL分别从插座J5的I,2脚和3,4脚引入控制板,信号IN1^为1^5的输入电压的相线电压,再通过电阻1?70、1?71、1?116和1?115限流,电容C35高频滤波后,接入运算放大器U7B的同相端,;信号INN为UPS的输出电压的零线电压,通过电阻R72、R73、R123和R122后接入运算放大器U7B的反相端;输出电压通过电阻R120和电容C39反馈到运算放大器U7B的反相端,从而构成了电压差动放大器,当UPS有输入电压时,采样输入电压相线电压INL和零线电压INN电压差动放大器作比较,通过运算放大器输出差模信号,输出信号经并联连接的R120和C39反馈到反相端,同时输出信号经电阻R117和接地高频滤波电容C36后,分两路输出信号到主单片机和副单片机处理。分别是信号LINEAD接入单片U4的2脚和信号OUTVOL接入单片机U6的2脚。因其采用的是电阻+运算放大器的方式检测,是为了实现运行速度更快,检测时间短,可实现小于4ms的切换时间,满足IT行业精密仪器的使用。该电路结合+,,,,这样可以实现对输入交流电压正半轴、负半轴的检测,起到均衡辨别正负信号,对交流信号实现全波检测,可判别交流电的正负电压。[0030]如图9所示:信号INLOAD为UPS输出电压相线经电流互感器,由电流互感器采集生成为电压信号,从插座J5的9,10脚引入控制板,J5的7、8脚接地;信号INLOAD通过电阻R84接入运算放大器U5C的9脚反相端,同相端接地;运算放大器输出端接二极管D6后经R86反馈到反相端,同时接限流电阻R81和高频滤波电容C23后分两路连接到主单片机和副单片机;分别是信号LOAD接入单片机U4的22脚和信号LOADAD接入单片机U6的5脚;由于R84=R86,使其放大系数为I,所以运算放大器的输出电压与输入电压相位相反。功率管或IGBT模块电流检测电路如图10所示,电路原理是:采用功率管底板时则是以功率管MOSFET底板以电检测板上左右两排MOSFET功率管之间铜箔的信号,铜箔是有固定的电阻率,所以可以取其信号形成GSSL信号和GSSR信号;采用IGBT模块时,则以IGBT模块电流检测板中电流互感器采集IGBT模块的电流形成GSSL信号和GSSR信号,主控板功率管或IGBT模块电流检测电路比较信号GSSL和GSSR得出差模信号送入单片机。单片机以电流采样值分析处理后作控制,实现出对UPS的短路保护、过流保护。信号GSSL和GSSR分别从插座J4的1、2脚和3、4脚引入控制板,插座J4的5、6脚接地,7、8脚接+15V和9、10脚接-15¥;GSSL通过限流电阻RllO与并联的电阻R112和电容C32接地后,接入运算放大器U5D的12脚同相端,同时+5V电压也通过电阻R47和接地电容C12接入GSSL端;GSSR通过限流电阻Rl19后接入运算放大器U?反相端;输出端电压通过电阻R121和电容C40反馈到运算放大器U5D的反相端,从而构成了电压差动放大器;采样GSSL信号和GSSR信号输入电压差动放大器作比较,通过运算放大器输出成⑶RVOL信号;信号⑶RVOL通过R75连接到运算放大器U5A的反相端,U5A的同相端接地,+15V接至ljU5A的4脚,-15V接到U5A的4脚;U5A的I脚输出端通过Rl32连接到场效应管Q9的栅极,Q9的栅极接+15V上拉电阻R77,Q9的源极接到+5V,Q9的漏极输出L0CKDRV信号;U5A的I脚通过二极管D5连接到U5B的同相端同时通过电阻R78反馈到运算放大器U5A的反相端;U5B作电压跟随器,U5B的反相端6脚接到输出端7脚经过电阻R76和接地电容C22输出⑶RPRT信号。继电器驱动电路如图11所示:采用场效应管作为驱动继电器,可以大电流驱动并联的继电器,实现大功率的稳压。单片机产生6路驱动信号,分别是RB00ST3,RB00ST2,RBOOSTERTRIM,RPASS和ROUT继电器驱动信号;其中驱动信号ROUT为UPS输出继电器驱动信号,RPASS为UPS输入继电器驱动信号。驱动信号ROUT接下拉电阻RlOl通过电阻RlOl连接到驱动电阻R124和接地高频滤波电容C42后接入场效应管Q7的栅极,Q4的源极接地,Q4的漏极连接到J9的13,14脚输出控制输出继电器。同时通过电阻RlOl的信号连接到二极管D13到Jll的2脚,Jll的I脚接地Jll为UPS的手动维修旁路输入端。当Jll回路闭合,Q7的栅极下拉接地,输出继电器失电弹开使市电经过旁路输出使

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