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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于UC2844單相交流不間斷電源
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 單相交流不間斷電源是一種可提供標(biāo)準(zhǔn)電源的儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要單元和穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備，主要用于給計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于UC2844（SPWM脈寬調(diào)制）芯片實(shí)現(xiàn)的24V單相交流在線不間斷電源的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)電路包括整流濾波、BOOST升壓、逆變、蓄電池充放電、SPWM調(diào)制、驅(qū)動(dòng)和輔助電源等部分，如圖1所示。具有輸出電壓、逆變電流檢測(cè)，輸出電路和欠電壓報(bào)警及保護(hù)功能。該電路具備在設(shè)定條件進(jìn)行當(dāng)輸入電壓U1 從29VAC增加至43VAC，U2變化不超過5%；電路負(fù)載調(diào)整能實(shí)現(xiàn)在U1 =36VAC、U2 =24VAC時(shí)，從空載到滿載， 變化不超過5%的要求。另外在電源電路中增加了CPU控制，利用CPU控制電路能對(duì)輸出電壓和電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣，實(shí)時(shí)顯示電源輸出狀態(tài)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 UPS(Uninterrupted Power Supply)又稱不間斷電源，它通常被置于市電電網(wǎng)和用電負(fù)載之間，其目的是改善對(duì)負(fù)載的供電質(zhì)量，并在市電故障時(shí)，保證負(fù)載設(shè)備的正常運(yùn)行。通過本作品的設(shè)計(jì)一方面可以解決小容量的用電設(shè)備不間斷供電要求，另一方面也可以作為高職教學(xué)中的一個(gè)實(shí)際的教學(xué)案例。 2、作品設(shè)計(jì)的基本思路 本設(shè)計(jì)是基于UC2844（SPWM脈寬調(diào)制）芯片實(shí)現(xiàn)的24V單相交流在線不間斷電源的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)電路包括整流濾波、BOOST升壓、逆變、蓄電池充放電、SPWM調(diào)制、驅(qū)動(dòng)和輔助電源等部分。 3、作品創(chuàng)新點(diǎn) 本作品是在目前常見的不間斷電源的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的改進(jìn)，利用單片機(jī)對(duì)電源的主要部分進(jìn)行監(jiān)控，電路具有過電壓和過電流保護(hù)的功能，同時(shí)能對(duì)輸入電壓的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，在逆變電路中采用的是全橋式的逆變控制，使得輸出電壓更加穩(wěn)定與可靠。 4、技術(shù)關(guān)鍵 本作品中的技術(shù)關(guān)鍵主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是全橋逆變電路和BOOST升壓電路設(shè)計(jì)與制作；二是輔助電源即開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與制作；三是CPU控制電路設(shè)計(jì)。 5、主要技術(shù)指標(biāo) （1）在交流供電U1=36VAC和直流供電U3=36VDC兩種情況下，保證輸出電壓U2=24VAC，且保證其頻率為50±1Hz，額定輸出電流1A； （2）滿載時(shí)輸出功率大于150W，效率不小于83%； （3）輸出正弦波失真度小于5%； （4）具備過流保護(hù)和欠壓保護(hù)等功能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、科學(xué)性 本設(shè)計(jì)作品能將市電隔離，市電正常時(shí)，過濾市電，供給負(fù)載純凈的電源；市電不正常或發(fā)生故障時(shí)，以蓄電池為輸入電源繼續(xù)向負(fù)載供電，保證負(fù)載連續(xù)不斷地穩(wěn)定工作，其切換時(shí)間為零秒。它有一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)和能量的變換裝置，將市電隔離過濾后再供給負(fù)載純凈的電源。一旦市電異常，依靠這些儲(chǔ)能和能量變換裝置，繼續(xù)向負(fù)載提供高質(zhì)量的電源，以實(shí)現(xiàn)不問斷的供電要求。 2、先進(jìn)性 正常情況下，在線式UPS將輸入電源經(jīng)過整流、濾波后，將交流電變成直流電供給逆變器，逆交器再將直流電變換成交流電送給負(fù)載。與此同時(shí)，充電器將交流電交換成直流電，對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充電。當(dāng)市電突然中斷、停電或超過允許范圍時(shí)，逆變器利用蓄電池的儲(chǔ)能，毫無間斷地繼續(xù)向負(fù)載提供電力，直到電源正常或蓄電池電能放至極限為止。正常情況下，負(fù)載的電能還是電網(wǎng)供給的，但已經(jīng)經(jīng)過了很多環(huán)節(jié)，電網(wǎng)中的干擾已影響不了負(fù)載；當(dāng)市電中斷后，蓄電池又可毫不間斷地向逆變器供電，因而提高了供電質(zhì)量，保證了負(fù)載的正常工作。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品沒有參加過任何評(píng)審與鑒定。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品的使用比較簡(jiǎn)單，在接通220V的交流電后，可以直接對(duì)輸出端進(jìn)行電壓測(cè)試和電流測(cè)試，從而形成功率測(cè)試。利用CPU電路中的鍵盤可以對(duì)輸出電壓、電流和頻率進(jìn)行觀測(cè)。 本作品最直接的收益對(duì)象是學(xué)生，通過該項(xiàng)目的制作達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通，進(jìn)一步提高自身的實(shí)踐能力，最大限度的發(fā)揮出學(xué)生的創(chuàng)新能力。 在作品完成后，通過成品開發(fā)，完全可以作為學(xué)校實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)典案例作品，既解決了教師對(duì)項(xiàng)目教學(xué)中缺乏可行性案例的苦惱，也滿足了學(xué)生急需通過實(shí)際項(xiàng)目的制作提高動(dòng)手能力的需要。另外，在國(guó)家對(duì)節(jié)能減排要求日益嚴(yán)厲的情況下，類似于本項(xiàng)目的作品完全可以作為社會(huì)應(yīng)用產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)，從而真正意義上的實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的目的。
同類課題研究水平概述
- 在生產(chǎn)應(yīng)用中，外界用電環(huán)境變化往往會(huì)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量形成一定的影響，其后果就是使連接在電網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)設(shè)備發(fā)生失控、丟失數(shù)據(jù)、停機(jī)現(xiàn)象等，特別是在醫(yī)院里，當(dāng)醫(yī)療設(shè)備正在工作時(shí)如果突然斷電將嚴(yán)重影響醫(yī)生的手術(shù)。為了解決用電質(zhì)量和確保關(guān)鍵時(shí)刻的可持續(xù)供電的問題，UPS隨之產(chǎn)生。UPS(Uninterrupted Power Supply)又稱不間斷電源，它通常被置于市電電網(wǎng)和用電負(fù)載之間，其目的是改善對(duì)負(fù)載的供電質(zhì)量，并在市電故障時(shí)，保證負(fù)載設(shè)備的正常運(yùn)行 。 單相交流不間斷電源是一種可提供標(biāo)準(zhǔn)電源的儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要單元和穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備，主要用于給計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。 本設(shè)計(jì)作品是根據(jù)已有的產(chǎn)品進(jìn)行一定的改進(jìn)得出的，UPS是目前市場(chǎng)上比較常見的產(chǎn)品，但是很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜，制作成本很高，不適合學(xué)生進(jìn)行科技小制作開發(fā)，而本設(shè)計(jì)作品結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，設(shè)計(jì)思路新穎，并且所有器件相對(duì)較少，容易實(shí)現(xiàn)開發(fā)制作，因此在國(guó)內(nèi)外同類課題中具有一定的優(yōu)勢(shì)。
