STM32F103驱动的单相在线式UPS设计与实现
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更新于2024-08-30
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"2020年全国大学生电子设计竞赛(B题)单相在线式不间断电路,本系统采用 STM32F103 开发板作为控制中心,结合变压器、升降压模块、转换模块、保护模块和采集反馈模块,采用交-直-交变频方案,实现对设备的高功率可调电压供应。"
在电子设计领域,单相在线式不间断电源(UPS)是关键设备,尤其在需要连续供电的场合,如数据中心、医院、银行等。这种电源能够提供稳定的电力,确保在电网故障时仍能提供高质量的电源。本项目在2020年全国大学生电子设计竞赛中提出,旨在设计一款输出30V交流的单相在线式不间断电源。
该系统的控制核心是STM32F103微控制器,这是一种基于ARM Cortex-M3内核的高性能微控制器,具有丰富的外设接口和强大的处理能力,适合实时控制任务。系统采用交-直-交变频方案,通过全桥整流电路将交流电转换为直流电,再经过升压或降压模块调节电压,以适应不同的负载需求。在此过程中,STM32F103通过产生可调的SPWM(脉宽调制)信号来控制逆变器的输出,实现电压的精确调节。
在设计中,转换模块用于将直流电转换为交流电,保护模块则确保系统的安全运行,例如过压、过流保护。采集反馈模块不断监测各部分的电压,为控制中心提供实时数据,以便进行必要的调整。此外,系统还具有显示功能,可以直观地展示各个部分的实际电压,方便维护和故障排查。
理论分析包括变压器参数计算、全桥整流电路的计算以及SPWM信号产生的设定。在电路设计部分,包括隔离变压器、整流滤波电路、降压和升压电路、驱动及全桥逆变电路的设计,以及必要的保护电路。软件设计则涉及控制算法的实现,如PWM生成和电压调节逻辑,以及故障检测和隔离功能。
在系统测试阶段,会通过特定的测试仪器和方法验证各项性能指标,包括输出电压稳定性、频率稳定性、响应速度以及在不同负载条件下的工作情况。测试结果分析后,得出结论,评估整个系统的效能和可靠性。
这个设计项目展示了数字控制技术在UPS系统中的优势,提供了高精度、快速响应的电源解决方案,克服了传统模拟控制的局限性,为实际应用中的关键设备提供了可靠的电源保障。
2020-10-10 上传
2023-08-13 上传
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2021-05-22 上传
2021-09-29 上传
2023-07-06 上传
2021-09-15 上传
Daniel.Lai
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