数字化控制UPS中电池电压的检测方法
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随着用电设备对电源系统可靠性要求的进一步提高，能够获得持续、稳定的纯净电源的UPS得到了越来越广泛的使用。在线式UPS工作原理图如图1(a)所示，当市电供电正常时，市电一方面经充电器给蓄电池充电，另一方面经整流器变成直流后送至变压器，经逆变器变换成高质量的交流电供给负载；当无市电或市电供电异常时，由蓄电池通过逆变器向负载提供电能，保证负载供电不间断，此时UPS电源将完全依靠储存在蓄电池中的能量来维持其逆变器的正常工作。因此，正确、及时地检测出蓄电池的电压状态就成了UPS系统可靠运行的一个必不可少的组成部分[1,2]。
数字化控制技术在UPS中的应用日益广泛[3]。在DSP控制的UPS中，为了提高系统可靠性，控制电路和包括蓄电池在内的主功率电路必须是隔离的，如图1(b)所示，因此DSP必须对电池电压进行隔离采样[1]。隔离可以在数字量或模拟量端口实现,结构框图分别如图2(a)和图2(b)所示。
2.电池电压的检测方法
2.1 数字量隔离
参考图2(a)，先将电池电压经摸数转换器（ADC）转换成数字量，经隔离后再送入DSP。这种方案中，被隔离的是只具有高低电平的数字信号，一般的高速光电耦合器即可满足要求。但是由于ADC与DSP相连的每根信号线都需加以隔离，并行ADC虽然可以获得较快的传输速度，但并行输出的特点决定了其隔离电路的复杂性，从系统的简单性考虑，宜选用串行ADC来实现。
该方案的电路实现原理框图如图3所示，检测回路主要由串行模数转换器ADC, 高速光耦和TMS320F240的同步通信接口SPI口组成，通过A/D转换，模拟输入量电池电压被转化为数字信号以适应DSP的同步通信接口SPI的传输要求。电池电压的采样是用MAXIM公司生产的串行A/D转换器MAX189实现的，MAX189是+5V、低功耗的12位串行ADC，电池电压E经分压后送入MA189的模拟电压输入引脚AIN，在SPI口的同步时钟控制下被转化成串行数据输出，DSP通过读取SPISOMI寄存器即得到采样电压的值。
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