UPS电源及其应用监测系统的设计

摘要

本设计为基于8051单片机控制的后备式不间断电源（UPS），。本文主要介绍了这种UPS的工作原理及硬件与软件设计。

UPS是一种含有储能的装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频电源设备，在市电断电时能“零切换”地投入使用，为供电系统提供了安全可靠的保障。随着信息技术的不断发展和计算机技术应用日益普及，用户对UPS设备的要求越来越高。本设计采用8051单片机为核心，通过电压电流检测电路、ADC0809转换器、键盘操作模块、数码管显示电路及报警显示电路等实现了人机的沟通，让用户能实时掌握系统的工作状态，基本上实现了对UPS系统的数字化、智能化的监控。

关键词　智能化；后备式；8051单片机；ADC0809 

目录

摘要 I

第1章 UPS概论 2

1.1概述 2

1.2UPS发展 2

1.3UPS的特点和分类 3

1.3.1UPS的特点 3

1.3.2UPS的分类 4

1.4本课题的主要任务和基本参数 5

第2章 主体硬件电路各个单元电路的设计 6

2.1 整流滤波电路 6

2.1.1 整流滤波电路的设计 6

2.1.2 整流滤波电路的分析 7

2.2 功率因数校正电路 8

2.2.1 功率因数校正的基本原理和方法 8

2.2.2 功率因数校正电路的设计 9

2.3 UPS蓄电池 12

2.3.1 免维护蓄电池概述 12

2.3.2 UPS蓄电池的设计 13

2.4 UPS充电电路 14

2.4.1 UPS的充电电路 15

2.4.2 UPS的充电电路分析 15

2.4.3 UPS的充电电路各主要参数的计算 18

2.5 静止逆变电路 22

2.5.1 逆变器的基本功能 22

2.5.2 静止逆变电路的设计 22

2.6 静态开关 25

2.6.1 静态开关的概述 25

2.6.2 静态开关的设计 25

2.7 报警保护电路的设计 31

2.7.1 报警保护电路的作用 31

2.7.2 报警保护电路的设计 31

2.8 UPS中其他重要电路 33

2.8.1 斩波电路 33

2.8.2 辅助电源及开机电路 34

2.8.3 驱动器电路 35

第3章 基于8051单片机的应用监测系统设计 37

3.1 以8051为核心的单片机应用系统总体设计方案的确定 37

3.2 单片机系统硬件部分设计 37

3.2.1 单片机的选择 38

3.2.2 8051CPU与模/数 转换器接口电路设计 39

3.2.3 锁相电路 40

3.2.4 数显电路的设计 40

3.2.5 直流辅助电源的设计 41

3.2.6 键盘电路的设计 42

3.3 单片机应用系统软件的设计 44

3.4 系统所需各模块确定及总体规划 45

3.4.1 模块规定 45

3.4.2 系统整体规划 45

结论 47

参考文献 48

附录一 49