数器)的2脚(EN端)，经二分频后U19A的3脚向外送出4.8KHz的方波信号，送入U19的另一计数器(U19B)的10脚(EN端)，在其输出端Q0(11脚)、Q1 (12脚)、Q2(13脚)与二极管D70、D71所组成的与门电路，作为供用户选择UPS工作频率的控制电路。选择50Hz时该电路为12分频计数器(选择60HZ则为10分频计数器)，输出为800HZ的方波。此800HZ方波送到⑶4029的时钟输入，该4029的9脚(B/D)接12V的高电平的情况下为二进制计数器，4029的输出端6脚(Ql)、11脚(Q2)、14脚(Q3)分别送到U2 (4051)的输入控制端9脚(C)、10脚(B)、ll脚(A)。U2(4051)是个八选一的模拟开关，通过其控制端8、9、10脚组成B⑶二进制对其XO?X7八路信号进行选通输出。U5 (4029)的Q3输出端输出信号送入U6A(CD4013)的复位端4脚(R) ,U2 (4051)的6脚(INH)及U3A(4016)的控制端3脚，一旦U5的Q4加计数为高电平时(U5输出1000)，则U6A被复位，其同相输出端I脚(Q)输出低电平，送到U5的第10脚(U/D)，此时，U5开始减计数；而当减计数为0000时，U6A(4013)时钟输入为上升延，输出翻转，控制U5 (4029)开始新的加计数。通过U5对U2的选通，从U2的输出端3脚输出一个脉宽可调的阶梯正弦波。
[0023]图4为PWM信号生成电路。三角波Vl与V2及经滤波并叠加反馈后的正弦波一起送入U25 (LM339)进行比较，生产4路PWM波形，此4组波形是两两完全互补的，考虑IGBT大电流工作时电流上升率较大，存在关断延迟，所以需在此设置死区时间，R188/C100，R161/C97，R160/C96，R187/C109组成RC充电电路，因后级的与非门40107输入5V即为高电平，所以此RC充电至5V的时间即为死区时间。与非门的输入B脚接保护信号，当需要关断PWM时，此信号为低电平，输出截止。
[0024]图5为锁相跟踪电路。BY-Vl为市电采样的信号，变压器采集进入该电路时做抬升6V的处理(适应单电源系统)。经R6、D4和D3组成幅度调控电路后得到3.8V?8.2V单极性正弦波控制信号，送入U4D(LM324) 13、12脚组成的1:1反相放大器处理后可得到市电同步信号，该信号送入模拟开关U3B(4016)10脚；市电正常时U3B的控制端12脚为12V高电平(市电不正常时，12脚为OV低电平)，U3B闭合；再送入模拟开关U3D (4016) 8脚。U4D(LM324)的14脚输出的市电同步信号同时送入UlOA (LM339)的反相端4脚，其与UlOB(LM339)及U10C(LM339) —起组成精密检波器，UlOB输出信号通过D39及D38抽取市电的正半波幅值及负半波幅值分别送入UlOB的反相端6脚和UlOC的同相端9脚，而逆变频率反相方波V4(该信号由图3中器件U6A的I脚产生)同样通过D52/D61送入UlOB的反相端6脚和UlOC的同相端9脚，在同步情况下，UlOB及UlOC输出为低电平，当不锁相时，输出为脉冲高电平，经RC后送入比较器，当正常锁相情况下，UlOD输出高电平保证U3D(4016)为开通状态，锁相电路有效，当市电频率超限时(超出跟踪频率范围)，U10D输出端13脚为低电平，从而关断U3D(4016)，使市电同步信号中断。同时U6的第2脚输出T = 20ms的方波脉冲串，经C67、R143组成的微分电路处理后可得到12V为中心的双极性的尖峰脉冲，再送入U20D(4030:异或门)的13脚，在其输出11脚得到T = 20ms的正窄脉冲V5，送入U3D的6脚，对市电选通，从U3D (4016)的9脚输出市电同步调整信号，经U4B (LM324) 5、6脚及其周围元件组成的锯齿波发生器，输出6?7V变化的20ms的准锯齿波V6，经过R64、C30组成的耦合电路送入U7 (555定时器)的控制端5脚(Cvolt)，调控555的输出脉冲频率及占空比，从而调整逆变输出相位达到锁相目的。
【主权项】
1.一种模拟式UPS输出控制电路，其特征在于:包括三角波发生电路、基准正弦波信号发生电路、PWM信号生成电路和锁相跟踪电路，由三角波发生电路及基准正弦波信号发生电路分别产生三角波及基准正弦波后送入PWM信号生成电路，PWM信号生成电路将三角波和基准正弦波进行比较，产生PWM脉冲信号用以驱动功率开关，产生正弦波电压供给负载；锁相跟踪电路对市电信号采样，通过市电信号与PWM脉冲信号的比较，调整输出正弦波电压的相位，使输出正弦波电压跟踪市电的电压。
2.如权利要求1所述的一种模拟式UPS输出控制电路，其特征在于:所述三角波发生电路由555定时器构成的多谐振荡器产生连续变化的振荡脉冲波形，经过触发器分频将振荡脉冲波形变成方波，再经过微分电路将方波变为三角波。
3.如权利要求2所述的一种模拟式UPS输出控制电路，其特征在于:所述基准正弦波信号发生电路将所述触发器分频形成的方波通过工作频率控制模块变成设定频率的方波，再送入计数器，由计数器控制多路开关的开通和关断产生阶梯波，再经滤波后形成基准正弦波。
4.如权利要求1所述的一种模拟式UPS输出控制电路，其特征在于:所述PWM信号生成电路由比较器将所述的三角波和基准正弦波比较，产生PWM信号后经过死区产生电路和故障保护电路后输出。
5.如权利要求3所述的一种模拟式UPS输出控制电路，其特征在于:所述锁相跟踪电路采集市电信号并作抬高处理后，送入幅度调控电路得到单极性正弦波控制信号，再经过反相放大器处理后得到市电同步信号；该市电同步信号与所述PWM脉冲信号进行比较，并输出市电同步调整信号；该市电同步调整信号送入所述555定时器，调控555定时器的输出脉冲频率及占空比，从而调整所述输出正弦波电压的相位。
【专利摘要】本发明提供了一种模拟式UPS输出控制电路，包括三角波发生电路、基准正弦波信号发生电路、PWM信号生成电路和锁相跟踪电路，由三角波发生电路及基准正弦波信号发生电路分别产生三角波及基准正弦波后送入PWM信号生成电路，PWM信号生成电路将三角波和基准正弦波进行比较，产生PWM脉冲信号用以驱动功率开关，产生正弦波电压供给负载；锁相跟踪电路对市电信号采样，通过市电信号与PWM脉冲信号的比较，调整输出正弦波电压的相位，使输出正弦波电压跟踪市电的电压。本发明提供的控制电路克服了现有技术的不足，能够为UPS提供PWM驱动信号，使其输出跟踪市电电压。
【IPC分类】H02J7-00, H02M1-08
【公开号】CN104600965
【申请号】CN201510053125
【发明人】柳毅, 俞高伟, 胡子婴, 郭贺, 刘平
【申请人】上海发电设备成套设计研究院, 深圳科士达科技股份有限公司, 上海科达机电控制有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月2日