MC68HC11K4在UPS上的应用-电子工程世界

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1 引言

UPS在工作过程中准确掌握输入、输出电压、输出电流和输出功率（有功功率和视在功率）的值，对保证UPS的正常运行和及时提供保护作用十分重要。输入电压、输出电压的值是UPS市电和转逆变相互转换、STS转换的重要参数之一；输出电流的值是UPS做过载幅度和短路判断的重要参数之一，对保护功率器件至关重要；输出功率（有功功率和视在功率）的值是UPS确定负载类型、输出功率因数和负载程度的重要参数。下面，介绍一下MC68HC11K4在UPS中如何计算电压、电流和功率的值，以及相关程序的流程图和注解等。

2 计算的基本方法

MC68HC11K4通过中断副程序CALRMS_PRC计算输入电压、输出电压、输出电流和输出功率（有功功率和视在功率）的值，使用Time Output Compare2，根据inverter的计数，选取下一次的中断，调用CALRMS_PRC，进行相关值的运算。基本方法如下：

（1）输入电压、输出电压和电流由A/D的buffer读取后平方再除以A/D的个数，分别存放在对应的TEMP0内。

（2）有功功率W也是读取A/D buffer，将电流和电压相乘，决定正负号，累加起来，再除以A/D的个数，存放在WATTV_TEMP0内。

（3）在每个cycle，计算inverter的RMS值，将INVV_TEMP0开根号以及滤波后，得到INVVOLT。同理，每两个cycle计算一次LINEVOLT；每32个cycle计算CURVOLT。

（4）每32个cycle，将CURVOLT和LINEVOLT或INVVOLT相乘，得到VOLT_AMP。

（5）每32个cycle，将WATTV_TEMP0乘以2，取high byte,滤波后，存入WATTVOLT。

[page]3 CALRMS_PRC的流程图和注解

CALRMS_PRC的流程图和注解见图1 ，图2，图3。

图1 流程图和注解一

图2 流程图和注解二

图3 流程图和注解三

[page]4 计算方法的优点

计算方法的优点是：UPS的CPU通过每隔2个周期计算一次市电电压的均方根值，每隔1个周期计算一次逆变电压的均方根值，每隔32个周期计算一次逆变电流的均方根值，每隔32个周期计算一次输出功率的值，及时、准确地了解UPS的输入电压、输出电压、输出电流和输出功率的状况。既保障UPS的正常运行，又对发生的异常能够快速反应，使UPS及时转入相应的工作状态，安全地保护负载和UPS本身。例如：

    （1）输入电压异常保护：CPU能够实现瞬间断电侦测，每4ms计算一次最近一周期所读取的市电A/D值，如果小于140V，则视为断电，UPS立即转入电池逆变状态。
    （2）输出电压异常保护：当逆变输出电压值连续80ms低于160V或高于280V时，视为逆变输出电压异常，UPS立即转到旁路并报警。
    （3）输出电流异常保护：当逆变输出的电流值超过额定值的3.6倍时，限流保护电路立即关闭PWM，保护功率器件；只有当输出电流值小于额定值的3.6倍后，PWM才重新工作。
    （4）输出功率保护：如果UPS在从旁路转入逆变输出前，侦测到负载超过110%，UPS不能转入逆变输出，CPU控制蜂鸣器每0.5s鸣叫一次；如果开机后负载加至110%～130%，CPU控制蜂鸣器每0.5s鸣叫一次，UPS在10s后转入旁路；如果开机后负载加至130%以上，UPS会立即转入旁路。

5 结语

该计算方法科学合理，程序结构严谨，计算得到的输入电压、输出电压、输出电流和输出功率（有功功率和视在功率）值周期短、准确，可以有效地提高UPS的技术水平，希望从中能得到借鉴。■

关键字：68HC11K4 UPS 编辑：冰封引用地址：MC68HC11K4在UPS上的应用

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