大功率UPS蓄電池充電裝置的研究與設(shè)計.pdf

1、UPS(Uninterruptible Power System)不間斷電源是一種能夠持續(xù)穩(wěn)定提供高質(zhì)量交流電能的大功率電力電子裝置。蓄電池組是保證UPS不間斷電源持續(xù)供電的重要儲能設(shè)備，為了確保UPS系統(tǒng)中蓄電池組的正常儲能和連續(xù)工作，本文針對大功率雙變換在線式UPS不間斷電源研究和設(shè)計了基于雙開關(guān)管Buck變換器的新型充電裝置和基于MSP430的電池無線監(jiān)控系統(tǒng)。
　　大功率雙變換在線式UPS系統(tǒng)中的蓄電池的容量龐大且數(shù)量較多

2、，因此需要較大的充電電流，傳統(tǒng)的DC/DC變換器在重載條件下長時間工作發(fā)熱非常嚴重，在實際的充電過程中，常常因溫度過高而導(dǎo)致充電失敗。另外蓄電池是重要的后備電源，需要實時監(jiān)控蓄電池柜中每塊電池的輸出電壓以及電池柜溫度，傳統(tǒng)的UPS電池監(jiān)控系統(tǒng)采用的都是有線監(jiān)控方式，電池柜中電池數(shù)量較多需要復(fù)雜的線路交錯連接，容易出現(xiàn)線路老化起火且很難進行后期故障維護，因此急需對電池監(jiān)控系統(tǒng)進行改造。
　　為了解決大電流充電過程中充電裝置的發(fā)熱問題

3、以及電池監(jiān)控系統(tǒng)的安全隱患，本文分別從兩個方面進行研究和開發(fā)新型充電裝置:一是研究新型充電裝置的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，二是優(yōu)化PCB元件布局結(jié)構(gòu)增大散熱器的散熱面積。為了開發(fā)出滿足大功率UPS充電需求的新型充電裝置和電池監(jiān)控系統(tǒng)，本文完成的研究工作主要有:
　　1.采用新型的雙開關(guān)管并聯(lián)Buck變換器結(jié)構(gòu)，以下簡稱雙開關(guān)管Buck電路。在雙開關(guān)管Buck電路中，原來的功率開關(guān)管由兩個相同型號的開關(guān)管并聯(lián)代替，并且用同一個PWM控制器同

4、時驅(qū)動兩個開關(guān)管。新型充電裝置即能增大Buck電路的額定工作電流，又能分散開關(guān)管工作中的熱量。
　　2.開發(fā)充電裝置硬件電路時，集中排列散熱元器件，設(shè)計較大散熱器增加散熱面積，并在實際上機充電時給充電裝置安裝散熱風扇。這樣從多個角度、多種方式，解決充電裝置的發(fā)熱問題。
　　3.采用MSP430FR5739+CC1101的組合方式設(shè)計無線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件，實現(xiàn)無線的組網(wǎng)和信息的傳輸。軟件部分設(shè)計三個部分:上位機終端、數(shù)據(jù)處理中心