作者：厦门科华恒盛股份有限公司
张盛煊、陈成辉总工 来源：《电子产品世界》
智能化在线式ups的设计
摘要：随着通信技术的飞速发展，要求网络畅通高速，据有关的计算机网络运行统计：由于电源质量不高而引起的服务器系统瘫痪的几率为80%，数据出错和丢失的几率为45%，网络瘫痪的几率为34%，这些数据表明为网络设备提供可靠的高质量的电源显得越发重要了。科华公司在多年专业制造kelong牌ups的基础上，推出其在线式智能型正弦波输出ups（不间断电源系统），可以有效解决上述电源引发的问题。
关键词：在线控制、ups、mcu、监控软件
概括说来，现代ups的发展方向是高频化，小型化和智能化，近年来，科华公司采用最先进的电力电子器件和国际流行的pfc及高频技术，实现了中小功率ups高频化和小型化的目标。随后使用mcu（单片机）开发一系列新产品，使ups实现智能化，即电池管理的智能化，人机界面的智能化(远程lcd面板)，ups管理网络化，包括powersoft电源监控软件和unms-1
ups网络管理系统（国家火炬计划项目）。
对ups制造商而言，实现ups智能化可以大幅度提高生产效率。比如，以往ups调试时需要调节许多电位器和测量多个工作点电压和频率，而采用智能化设计后，只需调节少许电位器，其他参数则通过ups调试软件界面进行参数设置，由于采用数字处理技术，不存在原来模拟电路的易受环境影响产生的工作点漂移，不存在产品的分散性，即成批产品的一致性很好。
采用mcu设计，以软件代替硬件，电路板的面积和功耗明显的小了，这样对系统可靠性无疑是有好处的。同时，由于现代的mcu的程序存储器均有加密技术，可以防止非法拷贝，保护知识产权。另外，如果ups的软件系统设计相对完善，其故障自检功能较强，则可以为安装维护人员提供方便，节省费用和工时。以下为针对在线式智能ups的几个设计方案。
1. 基于传统ups主控制板的原理
由pld+mcu实现原模拟电路实现的功能，输出电压动态反馈和i/o相位同步部分将沿用原成熟线路，在基准正弦波合成方面将用一只廉价的pld器件代换原来由多个计数器、加法器等的实现功能。mcu控制系统可以采用廉价的atmel89c52和一只10位11路a/d转换芯片tlc1543及一片xicor公司的监控+串行eeprom
芯片x25045组成，可以实现完成输出电压的调整、电池的智能管理、重要器件的在线检测。但是不参与同步控制，在与上位机的通信及生产调试和面板功能方面mcu实现将比原来设计成本低、功能强，实现该方案可以在较少的时间完成。
2. 基于单芯片的实现方案
由一块功能强大的mcu完成人机界面、通信、输入输出同步、输出电压pid调节、各种故障判断和自诊断功能，该实现方案可以采用引脚多的intel
87c196mc或motorola mc68hc11k4，但是该方案成本较高；开发难度和测试工作量大，如果要几个工程师并行开发，要求项目系统分析员分析能力较强，项目经理能协调各个项目组员无缝协作，软件代码结构化要求高。这种方案实现后可节省电路面积、采购及生产很方便。
3. 基于双mcu的实现方案
作者认为此方案最适合目前我国工程师的开发水平，系统具有最大的灵活性和成本的最小化。
基本想法是由1只管理mcu（mmcu）和一只控制mcu（cmcu）组成。其中mmcu负责人机界面（面板、通信、调试、故障诊断），要求芯片为flash（闪存）形式，单片机系统可以用c语言写代码，具备电压监控和复位功能。这款芯片使用atmel或philips的89c5x系列（成本为每只低于20元），80c51系列mcu已是业界标准，开发工具及参考资料国内都非常完善，可以由一般的mcu设计人员完成。如果ups用户提出一些特殊要求，如开关机时序或故障告警特定提示，可以通过isp方法来解决，软件更改升级非常方便。
cmcu则负责ups的i/o同步、逆变器驱动、输出电压稳压pid调节、过流保护、实时采样和整流器驱动等实时控制。在实验做过后可将mcu掩膜，以降低芯片成本，以后的设计可以将其嵌入任何ups，作为标准模块使用。这项工作应由专业经验丰富的工程师完成，其难度大，要求高。
由于
作者：厦门科华恒盛股份有限公司
张盛煊、陈成辉总工 来源：《电子产品世界》
智能化在线式ups的设计
摘要：随着通信技术的飞速发展，要求网络畅通高速，据有关的计算机网络运行统计：由于电源质量不高而引起的服务器系统瘫痪的几率为80%，数据出错和丢失的几率为45%，网络瘫痪的几率为34%，这些数据表明为网络设备提供可靠的高质量的电源显得越发重要了。科华公司在多年专业制造kelong牌ups的基础上，推出其在线式智能型正弦波输出ups（不间断电源系统），可以有效解决上述电源引发的问题。
关键词：在线控制、ups、mcu、监控软件
概括说来，现代ups的发展方向是高频化，小型化和智能化，近年来，科华公司采用最先进的电力电子器件和国际流行的pfc及高频技术，实现了中小功率ups高频化和小型化的目标。随后使用mcu（单片机）开发一系列新产品，使ups实现智能化，即电池管理的智能化，人机界面的智能化(远程lcd面板)，ups管理网络化，包括powersoft电源监控软件和unms-1
ups网络管理系统（国家火炬计划项目）。
对ups制造商而言，实现ups智能化可以大幅度提高生产效率。比如，以往ups调试时需要调节许多电位器和测量多个工作点电压和频率，而采用智能化设计后，只需调节少许电位器，其他参数则通过ups调试软件界面进行参数设置，由于采用数字处理技术，不存在原来模拟电路的易受环境影响产生的工作点漂移，不存在产品的分散性，即成批产品的一致性很好。
采用mcu设计，以软件代替硬件，电路板的面积和功耗明显的小了，这样对系统可靠性无疑是有好处的。同时，由于现代的mcu的程序存储器均有加密技术，可以防止非法拷贝，保护知识产权。另外，如果ups的软件系统设计相对完善，其故障自检功能较强，则可以为安装维护人员提供方便，节省费用和工时。以下为针对在线式智能ups的几个设计方案。
1. 基于传统ups主控制板的原理
由pld+mcu实现原模拟电路实现的功能，输出电压动态反馈和i/o相位同步部分将沿用原成熟线路，在基准正弦波合成方面将用一只廉价的pld器件代换原来由多个计数器、加法器等的实现功能。mcu控制系统可以采用廉价的atmel89c52和一只10位11路a/d转换芯片tlc1543及一片xicor公司的监控+串行eeprom
芯片x25045组成，可以实现完成输出电压的调整、电池的智能管理、重要器件的在线检测。但是不参与同步控制，在与上位机的通信及生产调试和面板功能方面mcu实现将比原来设计成本低、功能强，实现该方案可以在较少的时间完成。
2. 基于单芯片的实现方案
由一块功能强大的mcu完成人机界面、通信、输入输出同步、输出电压pid调节、各种故障判断和自诊断功能，该实现方案可以采用引脚多的intel
87c196mc或motorola mc68hc11k4，但是该方案成本较高；开发难度和测试工作量大，如果要几个工程师并行开发，要求项目系统分析员分析能力较强，项目经理能协调各个项目组员无缝协作，软件代码结构化要求高。这种方案实现后可节省电路面积、采购及生产很方便。
3. 基于双mcu的实现方案
作者认为此方案最适合目前我国工程师的开发水平，系统具有最大的灵活性和成本的最小化。
基本想法是由1只管理mcu（mmcu）和一只控制mcu（cmcu）组成。其中mmcu负责人机界面（面板、通信、调试、故障诊断），要求芯片为flash（闪存）形式，单片机系统可以用c语言写代码，具备电压监控和复位功能。这款芯片使用atmel或philips的89c5x系列（成本为每只低于20元），80c51系列mcu已是业界标准，开发工具及参考资料国内都非常完善，可以由一般的mcu设计人员完成。如果ups用户提出一些特殊要求，如开关机时序或故障告警特定提示，可以通过isp方法来解决，软件更改升级非常方便。
cmcu则负责ups的i/o同步、逆变器驱动、输出电压稳压pid调节、过流保护、实时采样和整流器驱动等实时控制。在实验做过后可将mcu掩膜，以降低芯片成本，以后的设计可以将其嵌入任何ups，作为标准模块使用。这项工作应由专业经验丰富的工程师完成，其难度大，要求高。
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