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用于PC机5V电源的微型UPS设计

1引言随着电子技术的发展和社会的进步,电子设备与人们的工作、生活关系越来越密切。这些电子设备,例如PC机以及各种嵌入式系统等,对供电质量要求也越来越高。工作中突然停电或电源的不稳定将带来数据的丢失、设备的损坏、机器的误动作和整个系统的瘫痪等十分重大的危害。因此安全可靠的供电电源是我们不得不认真面对的重要问题。解决稳定电源问题的方法有滤波、线性稳压、UPS等多种,UPS是唯一可完全解决稳定电源问题的设备。UPS


1 引言

随着电子技术的发展和社会的进步,电子设备与人们的工作、生活关系越来越密切。这些电子设备,例如PC机以及各种嵌入式系统等,对供电质量要求也越来越高。工作中突然停电或电源的不稳定将带来数据的丢失、设备的损坏、机器的误动作和整个系统的瘫痪等十分重大的危害。因此安全可靠的供电电源是我们不得不认真面对的重要问题。解决稳定电源问题的方法有滤波、线性稳压、UPS等多种,UPS是唯一可完全解决稳定电源问题的设备。

UPS(UninterruptiblePowerSupply)是一种向负载提供不间断、优质、高效和可靠的稳定电压的电源。UPS,按其输出电压的不同可以分为交流UPS和直流UPS。交流UPS的工作原理是当市电电源正常时,一路市电通过整流器给蓄电池供电,直到蓄电池为浮充状态为止,另一路通过稳压器稳压再经转换开关直接向负载供电。当市电中断时,转换开关断开交流电的输入,AC/DC充电停止工作,蓄电池通过逆变器向负载供电。直流UPS的工作原理是当市电电源正常时,转换开关接直流稳压电源的输出,负载由直流稳压电源直接供电,同时用直流稳压电源给蓄电池充电,直到充满为止;当市电中断时,直流稳压电源输出中断,转换开关断开与直流稳压源的连接,由蓄电池经过DC/DC向负载供电。

对于PC机和嵌入式系统等直流用电设备来说,采用直流UPS比交流UPS具有更突出的优点,诸如电路简单,所用元器件少、成本低廉、功耗小、体积重量小、可靠性高、制造容易、维护方便等。

本文设计的直流UPS是基于MAXIM公司的MAXIM668控制芯片的Boost电路。该方案电路结构简单,独立切换,具有较高的输出精度。最后通过实验验证了理论分析的正确性和这种方案的可行性。

2 UPS系统工作原理

图1所示是本文中UPS系统框图。UPS系统由市电检测单元、UPS及切换单元组成。工作原理是,检测单元实时检测市电是否中断。当市电正常时,封锁Boost电路的驱动信号,UPS不工作,切换单元切换到开关电源,PC机由开关电源直接供电,同时由开关电源输出给蓄电池充电至浮充状态;当市电中断时,开启Boost电路的驱动信号,由切换单元切换到UPS,PC机由UPS供电。这样就能保证在电压正常或中断时均提供稳定直流电压给PC机。


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