1 概 述
目前UPS主要發展方向有兩個：一是新的功能不斷加強，例如增加遠程監視、自動診斷、識別、事件記錄、故障警告等功能；二是自身效率的提高。採用高效率的IC晶片和新的製造工藝，使空載功耗不斷地降低，功率密度進一步提高。緊湊密集的空間設計給小型電子設備的應用帶來了新的解決方案。
將功能強大的嵌入式微處理器(本文選用LPC2214)系統引入UPS，可以增強UPS的功能，使其具有網絡化、智能化的特性，滿足許多無人職守基站的用電要求。用數字控制代替模擬控制，可以消除溫漂、老化等模擬器件存在的問題；抗幹擾能力強，有利於參數整定和調節；通用性強，便於通過改變程序軟體方便地調整方案和實現多種新型控制策略；同時高度集成的數字電路可以減少元件數目，簡化硬體結構，降低開發成本，並提高系統的可靠性。
2 系統硬體設計
無論市電正常與否，在線式UPS電源的逆變部分始終處於工作狀態。逆變器提供穩壓和調節功能，對電網供電起到「淨化」作用，同時具有過載保護功能和較強的抗幹擾能力，供電質量穩定可靠，在各種拓撲和配置結構的UPS類型中使用較為普遍。因此本文設計方案採用三階轉換的拓撲結構，即AC-DC-AC。
2．1 系統組成及工作原理
系統結構框圖如圖1所示。當市電正常時，市電輸入UPS經濾波、PFC後，升壓到400 V直流電；再經過逆變器逆變成220 V交流電，輸向負載；同時400 V直流電經過Buck降壓電路降壓後給電池充電。當市電斷電後，電池經Boost拓撲升壓電路給總線供電，然後逆變成220 V交流電。LPC2214的A／D模塊採集各個點的工作信息，主控晶片對數據進行分析，依據設定的參數進行判斷，作出相應的變化，並將生成的相關記錄信息存儲到NANDFlash中。遠程接口通過網絡與上位機連接，用戶可以在監控中心進行相關設定和遠程控制。
2．2 ARM主控模塊及驅動電路
LPC2214是支持實時仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI-S CPU微控制器。它帶有256 KB的高速Flash存儲器，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32位代碼能夠在最高時鐘頻率下運行；擁有豐富的外圍接口，如A／D轉換器、PWM單元、32位定時器、向量中斷控制器、串口、I2C接口等，可以簡化硬體電路的設計，諸如A／D採集、PWM調製電路等；內部時鐘頻率可達60 MHz，A／D轉換時間低至2．44μs，完全可以滿足日益提高的UPS工作頻率和功能要求。PFC、DC／DC、DC／AC是系統中主要的能量轉換部分。DC／DC部分包括Buck電池充電電路、Boost電池升壓電路。所有的PWM控制由單一的LPC2214完成。