2.3 采样与A/D模块
采集电路采集输入电网的电压、输入电流、输出电压、输出电流、电池电压、充电电流、放电电流等。LPC2214根据采集到的数据进行运算,控制PWM的占空比变化,使其输出对应的方波。LPC2214的A/D模块是19位逐次逼近式模/数转换器,测量范围为0~3 V,一个或多个输入的Burst转换模式;基本时钟由VPB时钟模式,可编程分频器可将时钟调整至逐步逼近转换所需的4.5 MHz。电压信号采集分为交流电压取样和直流电压取样两种电路。交流电压的信号经电阻分压为-1.5~+1.5 V的信号。通过运算放大电路加负电压偏置,将采样信号平移到0~3 V的范围内,满足A/D的采集范围。直流电压信号(如400 V总线)和电池电压经分压电路降压后,直接进入A/D转换器的采集端。
电流信号同样分交流电流和直流电流,采用霍尔电流传感器LA58-P进行电流/电压转换。交流电流产生的电压信号降压后同样经负电压偏置后接入对应的A/D转换器采集端口。直流电流对应的电压信号采集经分压电阻降压后进入A/D采集端子。图3为交流电压、交流电流的采样偏置电路。其中,Vi是霍尔传感器产生的电压信号。
除上述介绍的采集信号外,还有电池温度、环境温度、相位检测等与UPS使用、管理、维护相关的信号参数。根据采集参数的不同,有各自应用的电路。
2.4 供电模块
LPC2214是双电源工作,分为CPU操作电压(1.8 V)和I/O操作电压(3.3 V),相应地需要两种电压的电源。本设计采用的低压差线性稳压器LDO为TI公司的TPS73xx系列稳压器,将5 V电压稳压成主控芯片的3.3 V和1.8 V。TPS73xx系列芯片是双路输出,输出电流可达250 mA,内部集成电压监控器监视器,噪声低,负载/线路瞬态响应优良。图4为双路LDO电源。5 V电源来自采用飞兆公司的FSDM0265设计的反激式开关电源。反激式开关电源设计输入电压为AC 85~265 V。当市电正常供电时,使用市电;当市电电网断电时,由电池的电压向反激式开关电源供电,生成电路中应用的低压直流电源。
2.5 工作存储模块
工作存储模块采用NAND Flash K9F2G16U0M。其内部采用非线性宏单元模式,固态大容量存储;容量为256 MB,采用页写模式;通过并行数据接口连接到数据总线,可以快速地进行存储或读取。