一种UPS交流并联控制电路的制作方法

本发明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：

本发明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，本发明的技术方案如下：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gpio1(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（/oe）与gpio3相连，用作可控复位信号；r1连接在u1的2脚(dir)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signal01相连，起到抗干扰作用；总线signal01与其他模块的总线signal01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，接收总线上其他模块发出的信号；

所述can总线电路，包括dsp芯片的gpio19（canatxd）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gpio18（canarxd）接收口相连。

本发明与现有技术相比，本发明的有益效果：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是本发明中静态开关总线电路原理图。

图2是本发明中can总线电路原理图。

图3是本发明中ups交流并联控制电路实施例示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例中，dsp的gpio1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signal01置高电平，同理，当gpio1发送低电平时，总线上signal01置低电平，从而实现向其他模块发送信号；当signal01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gpio2，使dsp接收到高电平，同理，当signal01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gpio1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，图解说明本发明的一个实施例，功率模块1的invdsp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invdsp（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invdsp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invdsp（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pfcdsp（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pfcdsp（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invdsp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invdsp芯片（24）的接收口gpio2脚，完成同步信号的发送；功率模块2的invdsp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invdsp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invdsp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invdsp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invdsp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invdsp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invdsp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invdsp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invdsp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invdsp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pfcdsp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pfcdsp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pfcdsp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pfcdsp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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。