LPC2214的在線式UPS硬件設(shè)計(jì)
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LPC2214有6路PWM輸出，通過(guò)對(duì)功能寄存器的配置，可設(shè)定占空比的大小和定時(shí)頻率的高低；實(shí)現(xiàn)6路單邊沿控制或3路雙邊沿控制的PWM輸出，或這兩種類型的混合輸出；具有雙緩沖功能，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。PWM1、PWIVE驅(qū)動(dòng)PFC，PWM3驅(qū)動(dòng)Buck電池充電電路，PWM4驅(qū)動(dòng)Boost電池升壓電路，PWM5、PwM6驅(qū)動(dòng)逆變電路。由于LPC2214的I／O引腳輸出能力微弱，需要驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)MOSFET功率管。驅(qū)動(dòng)電路采用間接式磁隔離電壓型驅(qū)動(dòng)電路。LPC2214驅(qū)動(dòng)PN2222(Q1)。當(dāng)輸出高電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，VCC電壓加在TP1初級(jí)，次級(jí)獲得感應(yīng)電壓，此時(shí)電壓通過(guò)R1對(duì)VTP1柵極充電，使其導(dǎo)通。當(dāng)LPC2214輸出低電平時(shí)，Q1關(guān)斷，變壓器TP1初級(jí)線圈由于電感的作用繼續(xù)阻礙電流的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，使Q1的集電壓升高。D1、R2和C1組成吸收電路，將產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)吸收消耗，避免電壓升高擊穿Q1。變壓器的次級(jí)也產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，QP1導(dǎo)通，使VTP1的柵極存儲(chǔ)電荷通過(guò)QP1釋放，加速VTP1的關(guān)斷。IGBT驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示。本文引用地址：http://2s4d.com/article/152279.htm
2．3 采樣與A／D模塊
采集電路采集輸入電網(wǎng)的電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、電池電壓、充電電流、放電電流等。LPC2214根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，控制PWM的占空比變化，使其輸出對(duì)應(yīng)的方波。LPC2214的A／D模塊是19位逐次逼近式模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，測(cè)量范圍為0～3 V，一個(gè)或多個(gè)輸入的Burst轉(zhuǎn)換模式；基本時(shí)鐘由VPB時(shí)鐘模式，可編程分頻器可將時(shí)鐘調(diào)整至逐步逼近轉(zhuǎn)換所需的4．5 MHz。電壓信號(hào)采集分為交流電壓取樣和直流電壓取樣兩種電路。交流電壓的信號(hào)經(jīng)電阻分壓為-1．5～+1．5 V的信號(hào)。通過(guò)運(yùn)算放大電路加負(fù)電壓偏置，將采樣信號(hào)平移到0～3 V的范圍內(nèi)，滿足A／D的采集范圍。直流電壓信號(hào)(如400 V總線)和電池電壓經(jīng)分壓電路降壓后，直接進(jìn)入A／D轉(zhuǎn)換器的采集端。
電流信號(hào)同樣分交流電流和直流電流，采用霍爾電流傳感器LA58-P進(jìn)行電流／電壓轉(zhuǎn)換。交流電流產(chǎn)生的電壓信號(hào)降壓后同樣經(jīng)負(fù)電壓偏置后接入對(duì)應(yīng)的A／D轉(zhuǎn)換器采集端口。直流電流對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)采集經(jīng)分壓電阻降壓后進(jìn)入A／D采集端子。圖3為交流電壓、交流電流的采樣偏置電路。其中，Vi是霍爾傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)。
除上述介紹的采集信號(hào)外，還有電池溫度、環(huán)境溫度、相位檢測(cè)等與UPS使用、管理、維護(hù)相關(guān)的信號(hào)參數(shù)。根據(jù)采集參數(shù)的不同，有各自應(yīng)用的電路。
2．4 供電模塊
LPC2214是雙電源工作，分為CPU操作電壓(1．8 V)和I／O操作電壓(3．3 V)，相應(yīng)地需要兩種電壓的電源。本設(shè)計(jì)采用的低壓差線性穩(wěn)壓器LDO為TI公司的TPS73xx系列穩(wěn)壓器，將5 V電壓穩(wěn)壓成主控芯片的3．3 V和1．8 V。TPS73xx系列芯片是雙路輸出，輸出電流可達(dá)250 mA，內(nèi)部集成電壓監(jiān)控器監(jiān)視器，噪聲低，負(fù)載／線路瞬態(tài)響應(yīng)優(yōu)良。圖4為雙路LDO電源。5 V電源來(lái)自采用飛兆公司的FSDM0265設(shè)計(jì)的反激式開(kāi)關(guān)電源。反激式開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)輸入電壓為AC 85～265 V。當(dāng)市電正常供電時(shí)，使用市電；當(dāng)市電電網(wǎng)斷電時(shí)，由電池的電壓向反激式開(kāi)關(guān)電源供電，生成電路中應(yīng)用的低壓直流電源。
2．5 工作存儲(chǔ)模塊
工作存儲(chǔ)模塊采用NAND Flash K9F2G16U0M。其內(nèi)部采用非線性宏單元模式，固態(tài)大容量存儲(chǔ)；容量為256 MB，采用頁(yè)寫模式；通過(guò)并行數(shù)據(jù)接口連接到數(shù)據(jù)總線，可以快速地進(jìn)行存儲(chǔ)或讀取。
評(píng)論