基于AVR单片机的24V在线式UPS设计

"省二等UPS竞赛论文" 这篇论文详述了一项设计，旨在构建一个24V交流单相在线式不间断电源系统，适用于省二等UPS竞赛。设计中采用了两个AVR系列的单片机ATmega16，分别用于控制逆变器和Buck与Boost电路。Buck电路设计用于蓄电池的充电，而Boost电路则用于提升输出电压至24V，同时服务于逆变器和充电过程。 系统结构包含了整流电路、Buck电路、Boost电路、逆变电路、采样电路和充电电路。整流电路负责将交流电转换为直流电，接着Buck和Boost电路协同工作，确保在电网断电后，系统仍能提供稳定的24V交流电输出。采样电路对升压、逆变以及负载两端的电压进行实时监控，确保输出质量。 在系统设计部分，论文比较了三种不同的方案。方案一使用专用芯片，虽然简便但控制受限；方案二采用DSP或FPGA，功能强大但操作复杂；最终，团队选择了方案三，即利用Atmega16单片机，因其功能强大且易于操作。两片单片机的使用是为了更精确地控制多个模块并处理复杂的反馈信号。 设计方案中，Atmega16单片机的三路定时器和PWM输出口是关键，它们分别用于控制Boost、Buck电路和全桥逆变电路。逆变输出电路采用了H桥配置，通过单片机控制功率开关器件的开关状态，以产生平滑的交流输出。Boost电路则用于提升输入电压，满足逆变器和充电需求。 在电路设计环节，逆变输出电路通过H桥逆变器和LC滤波器来产生稳定的交流输出，而Boost电路则通过调整使得输入电压得以提升。Buck电路的设计是为了有效地对蓄电池进行充电，确保电源系统的持续运行。 总体来看，这个设计充分考虑了UPS的基本要求，包括在不同电源条件下维持恒定的输出电压，以及对电池的有效管理和保护。通过细致的电路设计和单片机控制，实现了高效、可靠的不间断电源系统。