一种UPS交流并联控制电路的制作方法

本实用新型涉及不间断电源技术领域，具体来说是一种UPS交流并联控制电路设计，尤其涉及模块化UPS内部各模块之间交流并联控制电路以及整机之间交流并联控制电路。

背景技术：

目前，模块化UPS通常是由旁路模块、监控模块以及多个功率模块并联组成，模块之间通过交流并联控制电路，使输出保持同相位、同频率，模块化UPS功率模块一般都是采用双DSP控制，分别控制整流电路和逆变电路，如何合理的设计交流并联控制电路，使各模块之间能够实时通信、快速同步响应，是目前模块化UPS设计的一个关键难点；同时模块化UPS内部模块多，通信数据多，对电路的信号抗干扰性要求高。模块化UPS 都要求支持热插拔技术，当模块热插、热拔的瞬间产生干扰，可能会使模块内部交流并联控制电路因干扰导致芯片损坏，而且还会干扰到处于总线上的其他模块上，导致机器故障，稳定性下降。

交流并联控制电路设计如何避免这些干扰，对交流并联控制电路的设计又提出了更高的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要提供一种应用于模块化UPS的交流并联控制电路设计，该电路不仅实现了模块化UPS输出同步所需信号的交流并联控制功能，同时在电路中增加抗干扰设计，有效的消除并机信号干扰，避免系统故障，大大提升系统的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种UPS交流并联控制电路，其特征在于包括七路静态开关总线电路和两路CAN总线电路，共同实现模块化UPS并机控制功能；

所述静态开关总线电路，包括DSP芯片的GPIO 1数据发送端与双向电压电平转换芯片U1的21脚相连，通过U1将DSP发出的幅值为3.3V的信号转换为+5.0V的信号，并从U1的3脚输出，电平的提升，提高信号的抗干扰性和传输距离；U1的23脚和24 脚同时接+3.3V，给U1的B侧供给+3.3V电源；C1连接在+3.3V与地之间，起到稳压滤波作用；U1的1脚接+5.0V，给U1的A侧供给+5.0V电源；C2连接在+5.0V与地之间，起到稳压滤波作用；U1的22脚与GPIO 3相连，用作可控复位信号；R1连接在U1的2 脚与地之间，将2脚置低，表示当22脚置低时，数据是从U1的B侧向A侧传输；限流电阻R3一端与U1的3脚相连，另一端与二极管D2的输入端相连；二极管D2起到单向导通直流电作用；滤波电感L1和L2串联一起，一端与D2的输出端相连，另一端总线的Signal 01相连，起到抗干扰作用；总线Signal 01与其他模块的总线Signal 01相连，实现模块间通信；电容C3连接在D2输出端与地之间，与R3组成RC电路衰减高频信号，起到滤波作用；电阻R2连接在D2输出端与地之间，与R3组成分压电路；二极管D1连接在D2输出端与地之间，起到电压钳位；二极管D3一端与二极管D2输出端连接，另一端与电阻R4相连，起到单向导通直流电作用；限流电阻R4一端与D3的输出相连，另一端与非门U2_A的2个输入端相连；电容C4连接在U2_A输入端与地之间，与R4 组成RC电路衰减高频信号，起到滤波作用；电阻R5连接在U2_A输入端与地之间，与 R4组成分压电路；与非门U2_A的输出和与非门U2_B的输入串联在一起，起到抗干扰作用；电容C5连接在与非门U2_B的输出端与地之间，起到滤波作用；DSP芯片的GPIO2 数据接收端与与非门U2_B的输出端相连，接收总线上的传输信号；

所述CAN总线电路，包括DSP芯片的GPIO 19CANATXD发送口，经过非门U8_A 和非门U8_B串联滤波电路，与CAN芯片U9的1脚相连，构成数据的发送端；U9的3 脚接+5V电压，2脚接GND，给CAN芯片供电；U9的5脚通过电阻R101接地；8脚通过电阻R100接地；电阻R102一端与U9的7脚相连，另一端与滤波电感L101相连；电阻R103一端与U9的6脚相连，另一端与滤波电感L102相连；电阻R104的一端与R102 和L101的共端相连，另一端与R103和L102的共端相连；滤波电感L101的另一端与 CAN总线的CAN_H相连；滤波电感L102的另一端与CAN总线的CAN_L相连，CAN_H 和CAN_L共同组成CAN总线信号；非门U8_C和非门U8_D串联滤波电路的输入端与 U9的4脚相连，另一端与DSP芯片的GPIO 18接收口相连。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型的有益效果：可以实现模块化UPS各模块之间输出同步和状态同步功能；同时UPS内部模块之间数据通信与外部数据通信分为两路CAN电路设计，增强系统稳定性；同时增加电路抗干扰设计，抗干扰能力强，数据真实有效性高。

附图说明

图1是本实用新型中静态开关总线电路原理图。

图2是本实用新型中CAN总线电路原理图。

图3是本实用新型中UPS交流并联控制电路实施例示意图。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1所示，本实施例中，DSP的GPIO 1发送一个+3.3V的高电平信号，经过电压电平转换芯片U1后，输出+5.0V的高电平信号，经过限流电阻R3、二极管D2、滤波电感L1、L2，将总线上Signal 01置高电平，同理，当GPIO 1发送低电平时，总线上Signal 01置低电平，从而实现向其他模块发送信号；当Signal 01接收到其他模块的高电平时，经过滤波电感L2、L1、二极管D3、限流电阻R4、与非门U2_A、与非门U2_B,到达DSP 的GPIO 2，使DSP接收到高电平，同理，当Signal 01接收到低电平时，DSP会接收到低电平信号，从而实现接收其他模块发送的信号，在图1中，电阻R3与电容C3组成的 RC滤波电路，可以有效的消减GPIO 1发送的信号中的干扰；滤波电感L1和L2、电阻 R4与电容C4组成的RC滤波电路、电容C5滤波、与非门U2_A与与非门U2_B串联，可以有效的消减接收到的信息中的干扰。

如图2所示，本实施例提供的DSP的GPIO19数据通过非门U8_A和非门U8_B串联组成的滤波电路后，传送到CAN芯片U9的1脚，然后通过U9的6脚和7脚输出一个CAN信号，再分别经过限流电阻R102和R103、滤波电感L101和L102,到达CAN总线上，与其他模块通信，完成CAN数据发送功能；其他模块发送到数据总线上的数据，经过滤波电感L1和L2，限流电阻R102和R103，输入到CAN芯片的6脚和7脚，然后通过U9的4脚输出，经过非门U8_A和非门U8_B串联组成的滤波电路后，传送到DSP 的GPIO18接收口，完成CAN数据的接收。

如图3所示，图解说明本实用新型的一个实施例，功率模块1的INV DSP芯片(1) 的GPIO19脚发送数据通过模块1的并机CAN总线电路(3)到达端子(12)上，端子 (12)和端子(14)通过总线(13)连接，模块2的并机CAN总线电路(15)接收到总线(13)数据，输出到功率模块2的INV DSP(24)的GPIO18脚，完成模块1到模块2 的并机信号发送；功率模块2的INV DSP芯片(24)的GPIO19脚发送数据通过模块1 的并机CAN总线电路(15)到达端子(14)上，数据经过总线(13)连接到达端子(12)，再到模块1的并机CAN总线电路(3)接收端，然后输出到功率模块1的INV DSP(1) 的GPIO18脚，完成模块1接收模块2的数据，实现并机CAN通信，完成模块外部并机数据通信，同理，通过功率模块1的PFC DSP(2)、模块1的数据CAN总线电路(11)、端子(12)、总线(13)、端子(14)、模块2的数据CAN总线电路(23)、功率模块 2的PFC DSP(25)组成另一路CAN通信电路，实现数据CAN通信，完成模块内部并机数据通信，功率模块1的INV DSP芯片(1)的GPIO1脚发送同步信号，经过功率模块1的第一路静态开关总线电路(4)传输到端子(12)，经过总线(13)到功率模块2 的端子(14)传输到功率模块2的第一路静态开关总线路(16)输入端子，然后输出到功率模块2的INV DSP芯片(24)的接收口GPIO2脚，完成同步信号的发送；功率模块 2的INV DSP芯片(24)的GPIO1脚发送同步信号，经过功率模块2的第一路静态开关总线电路(16)传输到端子(14)，经过总线(13)到功率模块1的端子(12)传输到功率模块1的第一路静态开关总线路(4)输入端子，然后输出到功率模块1的INV DSP 芯片(1)的接收口GPIO2脚，完成同步信号的接收；构成第一路同步信号通信电路，实现上电瞬间，主从机竞争功能，同理，由功率模块1的INV DSP芯片(1)的GPIO3和 GPIO4、功率模块1的第二路静态开关总线电路(5)、端子(12)、总线(13)、端子 (14)、功率模块2的第二路静态开关总线电路(17)、功率模块2的INV DSP芯片(24) 的GPIO3和GPIO4共同构成了第二路同步信号通信电路，实现逆变电压相位同步功能。由功率模块1的INV DSP芯片(1)的GPIO5和GPIO6、功率模块1的第三路静态开关总线电路(6)、端子(12)、总线(13)、端子(14)、功率模块2的第三路静态开关总线电路(18)、功率模块2的INV DSP芯片(24)的GPIO5和GPIO6共同构成了第三路同步信号通信电路，实现主、从机PWM载波相位功能同步功能。由功率模块1的 INV DSP芯片(1)的GPIO7和GPIO8、功率模块1的第四路静态开关总线电路(7)、端子(12)、总线(13)、端子(14)、功率模块2的第四路静态开关总线电路(19)、功率模块2的INV DSP芯片(24)的GPIO7和GPIO8共同构成了第四路同步信号通信电路，实现旁路转逆变、逆变转旁路动作切换触发同步功能。由功率模块1的INV DSP 芯片(1)的GPIO9和GPIO10、功率模块1的第五路静态开关总线电路(8)、端子(12)、总线(13)、端子(14)、功率模块2的第五路静态开关总线电路(20)、功率模块12 的INV DSP芯片(24)的GPIO9和GPIO10共同构成了第五路同步信号通信电路，实现系统重要故障同步触发功能。由功率模块1的PFC DSP芯片(2)的GPIO11和GPIO12、功率模块1的第六路静态开关总线电路(9)、端子(12)、总线(13)、端子(14)、功率模块2的第六路静态开关总线电路(21)、功率模块2的PFC DSP芯片(25)的GPIO11 和GPIO12共同构成了第六路同步信号通信电路，实现市电模式转电池模式同步触发功能，由功率模块1的PFC DSP芯片(2)的GPIO13和GPIO14、功率模块1的第七路静态开关总线电路(10)、端子(12)、总线(13)、端子(14)、功率模块2的第七路静态开关总线电路(22)、功率模块2的PFC DSP芯片(25)的GPIO13和GPIO14共同构成了第七路同步信号通信电路，实现电池模式转市电模式同步触发功能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点；本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内；本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。