以數位信號處理器為基礎的智慧型UPS之研製(I)

Abstract

近年來由於電腦通訊技術的快速發展,相對 的對電源品質的要求也日益嚴格.而微電子技 術與半導體功率元件的發展,使得微控器( Microcontroller)或數位信號處理器(Digital signalprocessor,DSP)控制的不斷電電源供應系統(UPS)成 為未來發展的主流.本計畫將研製一個以數位 信號處理器為基礎的高性能智慧型UPS系統,提 出新型的雙向脈寬調變轉換器結構,並發展其 關鍵技術,使其兼具交流穩壓□功因控制□與 電能儲存三大功能.研究計畫將著重於探討應 用近代理論於UPS的控制方法與應用先進的半導 體功率元件與DSP與UPS實作技術的建立,落實學 術理論於工業應用,提升我國電力電子之相關 產業技術.研究計畫將分三階段(三年)完成.本 階段計畫將研製一個以數位信號處理器為基礎 的UPS控制系統.採用32位元數位信號處理器進行 UPS控制器之設計,在脈寬調變換流器方面,將採用高頻直流升壓單相橋式結構,並以IGBT做為功 率元件,以1kVA額定輸出為設計目標,同時研究 IGBT的特性,做為未來提升輸出功率之基礎.狀態 空間取樣模型與小信號等效電路模型將用來建 立UPS脈寬調變換流器閉路控制的數學模型,並 以此作為理論推導與分析的基礎.為了克服UPS 的多樣性與多變化之負載,將根據可變結構理 論來進行控制器的設計.研究將著重於如何應 用可變結構控制於脈寬調變換流器閉路控制器 的設計,以克服UPS多變化的非線性負載,並以數 位信號處理器來實現所設計之可變結構控制器 .同時藉由電腦模擬來評估控制器之性能,並進 行取樣效應□穩定性與靈敏度等分析.實驗部 份將根據所研製之UPS控制器進行理論驗証,並 作為控制器改良的依據.