一種船用三相ups系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種船用三相UPS系統(tǒng)包括電池模塊、三相逆變電路、三相濾波電路、控制電路、傳感器模塊、隔離驅(qū)動(dòng)電路和工作電源；電池模塊、三相逆變電路、三相濾波電路按照順序連接起來，最后連接至負(fù)載；傳感器模塊與三相濾波電路的輸出端連接后再與控制電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路連接，最后接入三相逆變電路，形成一個(gè)閉環(huán)電路；工作電源分別與傳感器模塊、控制電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路連接；當(dāng)船電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,船上許多設(shè)備可利用該UPS來維持運(yùn)行,且保證當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí),該UPS系統(tǒng)仍可提供恒壓恒頻的穩(wěn)定電源，由于采用了多個(gè)集成模塊，整個(gè)系統(tǒng)的體積大大減小，由于采用固體氧化物燃料電池作為直流穩(wěn)壓電源，能源的利用率大大提高而且污染很小。
【專利說明】
_種船用三相UPS系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電子電器產(chǎn)品領(lǐng)域，尤其涉及一種船用三相UPS系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶的工作環(huán)境具有其特殊性，當(dāng)船舶電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，一般會(huì)采用后備發(fā)電機(jī)發(fā)電來解決，可是由于現(xiàn)在的船舶上都會(huì)有一些計(jì)算機(jī)/服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這些需要不間斷電源的設(shè)備，這些設(shè)備一旦斷電可能會(huì)造成資料丟失或者軟硬件損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型旨在解決上述難題，提出一種船用三相UPS系統(tǒng)。
[0004]一種船用三相UPS系統(tǒng)包括電池模塊、三相逆變電路、三相濾波電路、控制電路、傳感器模塊、隔離驅(qū)動(dòng)電路和工作電源；電池模塊、三相逆變電路、三相濾波電路依次連接起來，最后連接至負(fù)載;傳感器模塊與三相濾波電路的輸出端連接，傳感器模塊、控制電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路依次連接，隔離驅(qū)動(dòng)電路連接至三相逆變電路，形成一個(gè)閉環(huán)電路;工作電源分別與傳感器模塊、控制電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路連接;電池模塊采用的是固體氧化物燃料電池。
[0005]三相逆變電路采用的是FGA25N120ANTD型IGBT。
[0006]控制電路采用的是dsPIC30F4011單片機(jī)芯片。
[0007]隔離驅(qū)動(dòng)電路采用的是IR2110驅(qū)動(dòng)芯片。
[0008]傳感器電路采用的是宇波模塊CHV25P/500。
[0009]工作電源采用了 LM7815、LM7805和LM7905三塊穩(wěn)壓芯片。
[0010]本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，有如下有益效果:
[0011]1、當(dāng)船電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，船上許多設(shè)備可利用該UPS來維持運(yùn)行，且保證當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，該船用UPS仍可提供恒壓恒頻的穩(wěn)定電源。
[0012]2、本實(shí)用新型由于采用了多個(gè)集成模塊，整個(gè)系統(tǒng)的體積大大減小。
[0013]3、本實(shí)用新型由于采用固體氧化物燃料電池作為直流穩(wěn)壓電源，能源的利用率大大提高而且污染很小。
【附圖說明】
[0014]圖1為系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0016]如圖1所示:一種船用三相UPS系統(tǒng)包括電池模塊1、三相逆變電路2、三相濾波電路
3、控制電路4、傳感器模塊5、隔離驅(qū)動(dòng)電路6和工作電源7。電池模塊1、三相逆變電路2、三相濾波電路3依次連接起來，最后連接至負(fù)載;傳感器模塊5與三相濾波電路3的輸出端連接，傳感器模塊5、控制電路4、隔離驅(qū)動(dòng)電路6依次連接，隔離驅(qū)動(dòng)電路6與三相逆變電路2連接，形成一個(gè)閉環(huán)電路;工作電源7分別與傳感器模塊5、控制電路4和隔離驅(qū)動(dòng)電路6連接。
[0017]電池模塊I采用的是固體氧化物燃料電池，它的作用是為UPS逆變電路提供直流穩(wěn)壓電源，由于燃料電池發(fā)電效率高，可達(dá)到40%?60%，熱電聯(lián)合循環(huán)效率可達(dá)到70%以上，并且工作過程噪聲小，燃料電池工廠的規(guī)?？纱罂尚?，并且其可模塊化，最重要的優(yōu)點(diǎn)是其污染小，對氮氧化物、硫氧化物的排放量很少，而且二氧化碳的排放量相比火電的少40%?60%，基于以上的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合船舶上的使用環(huán)境，采用燃料電池是最優(yōu)的選擇。
[0018]三相逆變電路2采用的是FGA25N120ANTD型IGBT，主要由6個(gè)全控型開關(guān)器件組成，是逆變器實(shí)現(xiàn)DC-AC變換的主電路部分。
[0019]三相濾波電路3采用的是RC濾波電路，它的作用是同時(shí)把三相逆變器輸出的SPWM波作進(jìn)一步處理，使得輸出的電壓波形得到進(jìn)一步改善，獲得穩(wěn)定的、含諧波量比較小的波形輸出。
[0020]控制電路4采用的是dsPIC30F4011單片機(jī)芯片，它的作用是按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制輸出，調(diào)制并產(chǎn)生一系列控制脈沖，將這些脈沖送入驅(qū)動(dòng)電路，以對開關(guān)器件的導(dǎo)通關(guān)斷進(jìn)行控制，使逆變電路完成DC-AC逆變功能?？刂苹芈分蟹答伭考碪PS輸出的電壓值的采集是利用傳感器，傳感器選擇的是霍爾傳感器?；魻柶骷且环N采用半導(dǎo)體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件，相對于利用變壓器接輸出電壓，后經(jīng)整流調(diào)理而接入單片機(jī)后得到的控制量幅值系數(shù)而言，用霍爾傳感器得到的控制效果更加理想，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定?；魻杺鞲衅麽娂碾妷褐蹬c實(shí)際的電壓值有一定的比例系數(shù)。而要保證輸入單片機(jī)的電壓值在OV?5V，必須經(jīng)過調(diào)理電路的調(diào)理。后經(jīng)單片機(jī)的轉(zhuǎn)換處理，模糊PI控制后，得到控制量(輸出電壓值)的幅值系數(shù)經(jīng)前述分析可知:通過控制SPWM占空比可以控制輸出電壓的值，若使幅值系數(shù)與SPWM的占空比有一定的比例關(guān)系那么就可以達(dá)到控制輸出電壓值的目的。
[0021]傳感器模塊5采用的是宇波模塊CHV25P/500，它的作用是為了達(dá)到負(fù)載變化時(shí)UPS輸出電壓保持穩(wěn)定的目標(biāo)，本系統(tǒng)對輸出電壓采用閉環(huán)控制，故需要對輸出的電壓反饋量采集。通過傳感器可得到其實(shí)際輸出大小，按照給定值與實(shí)際值之間的差進(jìn)行分析控制實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使輸出電壓保持穩(wěn)定。
[0022]隔離驅(qū)動(dòng)電路6采用的是IR2110驅(qū)動(dòng)芯片，它是控制電路與逆變電路間的接口電路。一方面，控制電路主要由單片機(jī)構(gòu)成，為了保護(hù)單片機(jī)需要設(shè)計(jì)隔離電路以使弱電與強(qiáng)電隔離。另一方面，對控制電路提供的脈沖要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大從而可以控制主電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通關(guān)斷。
[0023]工作電源7的采用了LM7815、LM7805和LM7905三塊穩(wěn)壓芯片，作用是根據(jù)控制電路，隔離驅(qū)動(dòng)模塊及傳感器模塊部分器件的工作電源要求，設(shè)計(jì)并提供各自工作所需電源。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船用三相UPS系統(tǒng)，包括電池模塊、三相逆變電路、三相濾波電路、控制電路、傳感器模塊、隔離驅(qū)動(dòng)電路和工作電源，其特征在于:所述電池模塊、所述三相逆變電路、所述三相濾波電路依次連接起來，最后連接至負(fù)載;所述傳感器模塊與所述三相濾波電路的輸出端連接，所述傳感器模塊、所述控制電路、所述隔離驅(qū)動(dòng)電路依次連接，所述隔離驅(qū)動(dòng)電路連接至所述三相逆變電路，形成一個(gè)閉環(huán)電路;所述工作電源分別與所述傳感器模塊、所述控制電路和所述隔離驅(qū)動(dòng)電路連接;所述電池模塊采用的是固體氧化物燃料電池。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用三相UPS系統(tǒng)，其特征在于:所述三相逆變電路采用的是FGA25N120ANTD型IGBT。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用三相UPS系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電路采用的是dsPIC30F4011單片機(jī)芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用三相UPS系統(tǒng)，其特征在于:所述隔離驅(qū)動(dòng)電路采用的是IR2110驅(qū)動(dòng)芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用三相UPS系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器電路采用的是宇波模塊CHV25P/500。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用三相UPS系統(tǒng)，其特征在于:所述工作電源采用了LM7815、LM7805和LM7905三塊穩(wěn)壓芯片。
【文檔編號】H02J7/00GK205583726SQ201620126505
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月18日
【發(fā)明人】劉建華
【申請人】揚(yáng)州鑫鴻電子有限公司