電源:數字化控制UPS中電池電壓的檢測方法
3. 實驗結果及其分析
3.1采用數字量隔離時
表1為采用TMS320F240的同步通信接口SPI進行電池電壓采樣的實驗結果,表中AIN為電池電壓分壓后的模擬值,Do為理論計算值,Ds為實際采樣值。表中Do由下列公式算得:

(4)
其中

為基準電壓,本實驗中為5V;12為ADC的位數。
采樣結果的精度與實驗中ADC的轉換精度以及ADC所用的基準的精度有關,在使用中應盡量運用精度較高的基準。
3.2采用模擬量隔離時
根據圖5(b)所示的檢測電路進行實驗,實驗結果表明,輸入電壓與輸出電壓呈現很好的比例關系。由式(3)可知,輸出與輸入的比值大小與電阻

及傳輸比K有關,但對于不同的芯片,傳輸比K值有所不同,實驗中將電阻

以一個略小于

的電阻

和一個可調電阻

串聯組成,使用前預先調節

使其滿足以下關系:

(6)
則式(3)可轉化為:

(7)

,

為滿刻度為

的電位器。AIN為電池電壓分壓后的值,Vout為光耦隔離后的實驗值,Do為DSP采樣的理論計算值,Ds為實際采樣值。

表1 數字量隔離的實驗結果

表2 模擬量隔離的實驗結果

4.結論
比較采用數字量和模擬量隔離的兩種蓄電池采樣方法,數字隔離方式略優。MAX189的外圍器件很少,具有硬件實現較簡單的優點,但要占據DSP的SPI通信接口,因此在同步通信接口空閑的情況下是一個很好的選擇。
運用線性光耦檢測電池電壓的方法不需要占用DSP的通信接口,無須外加模數轉換器(可運用DSP內含的10位ADC),但線性光耦的增益需要電位器調節,且必須使用兩片運放以及一些外圍器件,硬件電路稍復雜些。
參考文獻
[1] 向建玲,基于DSP的UPS數字化控制技術研究,南京航空航天大學[碩士學位論文],2003.2
[2] 謝力華,蘇彥民,正弦波逆變電源的數字控制技術,電力電子技術,2001年第6期,pp52-55
[3] Liviu Mihalache, DSP control Method of Single Phase Inverters for UPS Applications, IEEE APEC, 2002,13.5(CD-ROM)
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