TG-1000后备式方波输出UPS电源的MCU和控制电路优化设计

（见图7-9）

【MCU基本电路】 微控制器MCU采用MC68HC705P6A型28引脚芯片，供电电源为5V，由28脚电源引脚进入；26、27脚接有晶振器件，与内部电路构成振荡电路，形成系统运行所需的时钟脉冲；1脚为低电平复位端，开路集电极输出型运放电路LM393和R57、C35积分电路组成复位电路，上电瞬间，因IC6同相端电位低于反相端的5V，输出端7脚为低电平，随后电容C35上充电电压建立起高于5V的电压，IC6的输出端电压变为高电平，复位过程结束。以上电路提供MCU工作的基础条件。复位电路，也提供上电时的缓起动作用。

MCU根据各路输入信号的相关变化，按事先编制好的运行程序进行逻辑运算，从输出I/O接口输出各路控制信号，使UPS达到智能化自动运行。

MCU的输入信号检测电路：

1）市电输入检测信号。

输入市电电压经电压R109、R110、R26和R108、R107、R59降/分压，分别输入运算放大器IC5（内含两组运放电路）2、3、5、6输入端，两组运放电路构成比例衰减器电路，输入信号经比例衰减后输入IC7的18脚，此路输入信号为模拟电压信号，反映输入市电电压的高低，MCU据此输入信号，控制3～9脚的输出信号，实现电网/逆变供电的切换控制。

图7-9 TG-1000后备式方波输出UPS电源的MCU电路及控制电路

由18脚（和16、17、19脚）进入的模拟电压信号，还需依据一定的电压基准进行A-D转换后，由程序取用。来自IC2的16脚输出的5.1V基准电压，输入15脚基准电压输入端，供MCU内部A-D转换电路。

IC5输出的市电电压检测信号，还经电阻R21输入反相器Q17，经倒相后输入IC7的25脚，这是一个开关量信号，用于对电网频率的跟踪监控。

2）蓄电池电压检测信号。24V蓄电池电压经R5、R24分压，电容C4、C39滤除干扰和D16进入正向信号限幅后，进入MCU的模拟信号输入端16脚；当SW1“开机”开关闭合后，蓄电池电压也经R47、R46分压，输入IC7的10脚，以检测UPS的控制状态和电池电压的高低。

3）UPS的输出电压检测信号。AC220V输出电压信号，经降压变压器CT1降压为5V以下的检测信号，经D25～D27整流、C12滤波后输入IC7的17脚。

4）UPS的输出检测信号——电压（V）输出检测。来自逆变功率电路的交变电源（见图7-7），经KA2常闭触点，D12～D15桥式整流电路变为直流电压，再经电阻分压后输入IC7的19脚。(www.xing528.com)

2）、3）、4）输入信号，用于故障报警和停机保护。

MCU的输出控制信号：

1）“自动开机”控制信号。由IC7的20脚输出，经D31、R49送到辅助电源控制晶体管Q13的基极。当用户操作“开机”开关SW1起动UPS，且UPS又顺利通过“开机自诊断”检测程序之后，就会从IC7的20脚送出开机控制信号，此后，UPS将进入正常的由市电供电的后备式工作状态。

2）D-D转换器的关机信号电路。由IC7的9脚输出，该信号输送至D-D转换电路IC2的10脚。当市电正常时，使D-D电路停止工作；市电不正常时，D-D电路开始工作，向负载输送逆变电源。

3）充电器关机信号。由IC7的7脚输出，由R28、R29送到控制开关管Q19的基极，当市电正常时，该信号为0V，充电器电路正常工作；市电失常时，该信号为5V高电平，Q19导通，迫使振荡芯片IC3停振，逆变电路投入工作，充电器电路停止工作。

4）“继电器合”控制信号。由IC7的8脚输出，控制晶体管Q31、Q32的导通与截止，进而驱动继电器KA1、KA2，其控制过程见上述。

5）逆变功率电路的驱动信号。由IC7的3～7脚输出，至图7-7的驱动和逆变功率电路，其中脉冲2、脉冲3（或脉冲1脉冲4）为同相位信号，脉冲1和脉冲2的相位差为180°。市电供电输出时，无脉冲信号输出，市电失常时，输出正常的脉冲信号，逆变器工作。

6）逆变工作/故障报警输出信号。由IC7的24脚输出，由晶体管Q12放大后驱动扬声器，发出警报声。在蓄电池电压过低等故障发生或停电中逆变器工作期间，发出报警声音，提醒用户注意。

7）面板指示灯信号。从IC7的21、22脚输出，再经晶体管进行电流放大，驱动LED指示灯，显示UPS的工作状态。LED1点亮时为故障停机状态，LED2点亮时表示工作正常。

以上输出信号，都为开关量信号，信号只有两种状态，或为0V或为5V。从3～7脚输出的为频率信号。

【辅助直流电源电路】 按下按钮SB1，24V蓄电池电压经SB1、D20、R48、R49驱动晶体管Q13、Q12导通，24V蓄电池电压经熔断器FU1、FU2、Q12、D1输入稳压IC7812和7805，输出12V、5V两路直流稳压电源供控制电路和MCU电路。MCU得电正常工作后，由IC7的20脚输出高电平信号，经D31、R49驱动Q13、Q12（此时SB1已经恢复断开状态），使12V、5V电源电路持续工作。D31、D20为隔离二极管，避免SB1、IC7的20脚控制信号的互相影响。IC7的20脚输出控制信号，也是一路输出控制信号。