隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對電能質(zhì)量和供電安全性的要求越來越高。在一些重要的場合,如銀行、醫(yī)院等，供電故障可能導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。不間斷電源(UPS)的出現(xiàn)為上述問題提供了解決方案。當(dāng)市電電壓不正常時，UPS會迅速切換到由逆變器供電，以保證用戶高質(zhì)量的電能供應(yīng)。UPS切換的關(guān)鍵在于電壓瞬時峰值的實(shí)時檢測。傳統(tǒng)電源電壓峰值檢測主要采用模擬濾波器電路，或者通過單片機(jī)等數(shù)字化方法實(shí)現(xiàn)，但這些方法存在檢測速度慢，響應(yīng)時間長等問題。

為了解決上述問題，本文提出一種新的數(shù)字化電壓峰值檢測方法，具有原理簡單、檢測速度快等特點(diǎn)。采用Ti公司TMS320F2812DSP對提出的方法進(jìn)行數(shù)字化探討，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了提出方案的有效性。

1、電壓峰值檢測方法分析

為了便于分析，設(shè)電源電壓為u=Umsinωt。峰值檢測方法原理,如圖1所示。其中，電源電壓U經(jīng)過低通濾波器后與U作差，得到Uβ=Umcosωt,然后將Uα和Uβ經(jīng)過Park變換，可得：

鎖相環(huán)穩(wěn)定工作時θ≈ωt，因此式(1)可化簡為：

綜上，通過提出的方法可以很容易的檢測到電源電壓的峰值Um。

圖1中，Park變換公式如下：

2、電壓峰值檢測方法離散化設(shè)計

圖1中的低通濾波器、PI調(diào)節(jié)器和積分器均可采用雙線性變換進(jìn)行離散化設(shè)計，公式如下：

離散化后的傳遞函數(shù)均可由式(4)表示，對應(yīng)的參數(shù)取值如表1所示。

表1中,T為采樣周期,ω為電源電壓角頻率。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證提出的峰值檢測方法的有效性,本文在TMS320F2812DSP硬件平臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。其中,DSP時鐘頻率為150MHz,采樣頻率為10kHz,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2(a)是當(dāng)電源電壓峰值由150V上升到310V時，提出的方法可以迅速地檢測到峰值的變化并響應(yīng)。同樣圖2(b)是當(dāng)電源電壓峰值由310V下降到150V時，提出的方法仍可以實(shí)現(xiàn)快速的峰值檢測。

4、結(jié)束語

本文提出一種單相UPS逆變電源電壓峰值檢測方法并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的方法可快速地檢測出電源電壓峰值。此外，提出的方法不增加任何硬件，可以很容易的嵌入到DSP程序中，從而節(jié)省了大量的模擬器件，降低了產(chǎn)品成本，具有一定的工程應(yīng)用價值。