摘要：本文实现了基于TMS320F28335的不间断电源控制系统的设计,该系统能够在单芯片中实现在线UPS的多控制环路,从而提高集成度并降低系统成本。数字控制还为每个控制器带来可编程性、抗噪声干扰和避免冗余电压及电流传感器的使用等优点。DSP 可编程性意味着可以使用增强的算法更新系统以提高可靠性。

第1页:系统介绍 第2页:母线电压检测模块 第3页:系统的软件设计

　　
　　母线电压检测模块
　　
　　母线电压检测电路模块如图2所示。分压后的+BUS电压经RC滤波后送往DSP的AD转换引脚ADCINA2。分压后的-BUS电压经反相器后,再经RC滤波器送往DSP的AD转换引脚ADCINA3。

　　
　　图2 母线电压检测电路模块

　　幅值检测电路模块
　　
　　幅值检测电路如图3所示,它用于逆变器输出电压、市电输入电压、负载电流幅值检测。该电路采用正值单向有源精密检波器实现的,采用有源精密检波器的目的是确保从该检波器输出端得到的单极性信号的幅值总是与输入到检波器的正弦波信号的幅值保持着严格的线性关系,用以消除一般二极管检波器在小信号输入时可能产生的非线性失真。

　　图3 幅值检测电路模块

　　
　　电流峰值保护电路模块
　　
　　电流峰值保护电路如图4所示,功率板上的UPS输出电源通过电流互感器后,以电压形式表现电流大小的信号通过信号放大器后分三路走。一路经过幅值检测电路,送往DSP的ADCINA0引脚;一路经过电流过零检测电路后,送往DSP的GPIO75引脚;另一路经过过载、短路保护电路。当负载过载或短路时,PWM_OFF变为低电平信号,就会立即关断逆变器所需的两路PWM波输出,同时DSP将系统切换到旁路工作模式,起到迅速保护作用。

　　
　　图4 电流峰值保护模块

　　辅助电源监测电路模块
　　
　　辅助电源监测电路如图5所示,正常情况下,运放的输出经上拉电阻箝位为5V,若12V电源因某种原因低于10V或5V电源因某种原因高于5V,则运放的输出会变为低电平,那么由于二极管D的作用,PWM_OFF将会被拉到低电平,这样就会关断PWM输出,起到保护作用。

　　
　　图5 辅助电源监测电路模块

　　开、关机电路模块
　　
　　系统的开、关机电路如图6所示。当按下开机按键时,经分压后的电池正极电源经开机按键、限流电阻、二极管送到功率板上的开机电路,然后功率板产生12V、5V直流辅助电源,给控制板供电。当DSP启动后,就扫描GPIO78引脚,查看是否真正开机。如果确认是开机键被按下,那么就进行“自检”。当按下“关机”键时,GPIO77为高电平,DSP扫描到该引脚为高电平的时候,就进行关机操作。

　　
　　图6 开、关机电路模块

　　电压检测电路模块
　　
　　电池电压检测电路模块如图7所示。电池组电压经分压后,送往DSP的AD转换引脚ADCINA4。

　　
　　图7 电压检测电路模块

　　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。