第5章 蓄电池及充电电路
5.1 蓄电池的选择
根据该系统的具体情况，蓄电池选择两个12V容量为20Ah的免维护电池并联可以供电一个多小时。免维护电池的优点：不需加液等维护，可在满充状态下运输，不需专人维护并且价格适中。缺点：不及时恢复性充电会损害电池，对温度较敏感，寿命不长。本UPS是在线式的，只要市电故障解除，蓄电池就会被充电恢复电能，所以避免了免维护电池不及时恢复性充电会损害电池的缺点多系统的影响。
5.2 充电器电路设计
此蓄电池充电器，结构简单又具各相应的保护功能。 充电器电路如图5-1。
图5-1 充电器电路图
该电路由稳压、限流部分电路组成，采用浮充方式充电。
稳压电路：主要由U1、VT1、R1、R2和R4组成。R2和R4检测充电器的输出电压，并向U1的R端提供反馈电压。充电时充电器的输出电压
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不能超过限定值。12V的电池限定值为14.4V，可调分流基准源TL431的导通电压Ura=2.5V，当输出电压达到14.4V时，R2的分压刚好为2.5V，当输出电压再升高，V1马上导通。分流作用使VT1的基极电流减小，调整管VT1的分压增加，从而减小了输出电压。
限流电路：主要由VT1、U2、R3组成。R3用于检测充电电流，在蓄电池所存储的电量少时，充电电流较大，从而危及VT1及蓄电池的安全。当充电电流达到10A时，R3上的压降刚好为2.5V，当电流再增大时U2马上导通，使VT1的基极电流减小，则集电极电流（充电电流）也随之减小；当充电电流不超过10A时V2不导通，对VT1没有什么影响。所以本设计的充电器允许的最大充电电流为10A。
根据本设计方案，蓄电池充满电时的端电压为14.4V，而市电正常时，逆变器的输入电压为15V，所以此时蓄电池不放电。当市电出现停电或电压大幅下降导致逆变器的输入电压低于14.4V时（即低于蓄电池的端电压），此时蓄电池开始放电，逆变器的输入由蓄电池提供。
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第6章 系统整合
各个分模块电路设计完毕后，我们需要按照系统框图将各个模块整合起来组成一个完整的系统，明确各个节点电压等级和最后对整合后的系统的可行性进行论证。
系统正常工作时，带电压关系的系统结构框图如图6-1。
图6-1 带电压关系的系统结构框图
图6-1清楚的反映了系统的工作过程和工作方式。按照图6-1将各
个模块拼凑到一起，系统将按照图示的电压关系运作起来：
市电正常时，降压变压器二次侧输出15V的交流电，再经过带滤波电容的整流电路后得到1.15*15V≈17V的直流电，经过稳压得到15V的直流电；所得到的15V的直流电，一路通过充电器以14.4V的电压以恒压的方式给蓄电池充电，一路则供给逆变电路得到12V的交流电，再经过升压变压器二次侧得到可以直接供给电脑负载的220V的交流电。
当市电不正常以致稳压电路的输出低于14.4V时，此时市电被断开，充电器也不再能给蓄电池充电，蓄电池开始以14.4V的电压放电供给逆变器，然后在经过升压变压器得到接近于220V的交流供给电脑，以使其继续正常工作。
至此，整个PC用UPS设计可以根据最初的设计要求正常的工作。
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总 结
本次电力电子课程设计的课题是UPS设计，通过对UPS的学习和设计，我深入的了解了UPS，并在这两周的时间里深刻体会到了时间的宝贵和学习的重要性。这次设计使我对以前所学的知识有了新的认识。对我以后对待学习和工作的态度产生了深远的影响。
刚刚拿到课程设计的题目时真不知道从哪里开始动手,我们的电力电子课程主要只讲了各种电路的主电路，而最复杂的触发电路能够从教材上获取的只是却是少之又少。前往图书馆借阅了一些UPS相关的书籍，但是毕竟书本是做不到“无微不至”的，书本上的UPS一般都是应用了一些我们完全陌生的芯片，而且都没有详细的解释，只是大概的作了叙述。于是，我根据从书本上得到的知识，选取了较为简单的PC用UPS设计，确定了整体的方案，然后通过网络搜集了大量的资料，没有一个现成可用的设计可以作为参考，我结合自己所掌握的知识和网上查找的资料，一个功能模块一个功能模块的去设计，然后再将它们拼凑成一个整体的系统。
本次课程设计我最大的感触就是自己在相关知识上的欠缺，我们平时的学习只注重于如何去解决书本上的作业题，而忽视了如何去把书本的知识应用起来。我们教材上的作业题都是关于主电路的输出电压、输出波形等等，但我们没有意识到如果没有控制电路的控制，谈何主电路的输出电压，但我们对控制电路却几乎是一无所知。这主要是因为我仅仅注重书本知识的学习，没有去对书本的知识进行相关的扩展学习，没有去了解实际在应用的相关的器件、芯片等。在以后的学习工作中，我应该从这次课程设计吸取教训，积极主动的去学习各种专业知识，避免这种“书到用时方恨少”，还要临时去学习的尴尬境地。
由于本人在知识上的欠缺，再加上时间的原因，本文所设计的PC用UPS存在一些不完善的地方，比如：保护电路只设计了过电流保护和过、欠电压保护，没有电池过放电保护，可能影响到蓄电池的使用寿命；系统输出电压的稳定性不是很高 等....
对于不间断电源的具体知识以前没有涉及过，但是通过这次课程设
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计，我已经完全了解了不间断电源的工作原理和系统组成，并对各个功能块的集成电路有了一定的了解。所有的这些都增强了我的自学能力，尤其是对自己不了解或者根本不知道的知识，消除了对这些知识的恐惧心理，使自己知道，只要自己有信心，凭自己所学的知识，再加上自己的努力，就一定能学会的，这对以后工作有很大帮助。
本次课程设计使我多方面的能力都有所提高，同时让我意识到平时学习的时候只是片面的认识和照搬书本上的知识，书本知识在实际应用的时候会出现很大的偏差，理论联系实际才是真正的学习之道。此次课程设计第一次让我觉得原来课程设计也很难做，虽然这次课程设计是在跌跌撞撞中完成的，虽然这次课程设计所设计的作品并不完美，但它让我入门了全新的知识，让我改变了我的学习态度，这才是这次课程设计更重要的成绩。在此我也要感谢老师的谆谆教诲和同学的帮助，你们是我人生最宝贵的财富。
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参考书目
王兆安，黄俊 《电力电子技术》（第五版） 机械工业出版社 康华光 《电子技术基础模拟部分》（第五版） 高等教育出版社 王其英 《新型UPS工作原理与实用技术》 人民邮电出版社 张乃国 钱希森 UPS供电系统应用手册》 电子工业出版社 UPS原理及应用》 科学出版社
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《《小型