随着科学技术的发展,人类对电能质量和供电安全性的要求越来越高。在一些重要的场合,如银行、医院等,供电故障可能导致巨大的经济损失。不间断电源(UPS)的出现为上述问题提供了解决方案。当市电电压不正常时,UPS会迅速切换到由逆变器供电,以保证用户高质量的电能供应。UPS切换的关键在于电压瞬时峰值的实时检测。传统电源电压峰值检测主要采用模拟滤波器电路,或者通过单片机等数字化方法实现,但这些方法存在检测速度慢,响应时间长等问题。
　　
　　为了解决上述问题,本文提出一种新的数字化电压峰值检测方法,具有原理简单、检测速度快等特点。采用Ti公司TMS320F2812DSP对提出的方法进行数字化探讨,实验结果证明了提出方案的有效性。
　　
　　1  电压峰值检测方法分析
　　
　　为了便于分析,设电源电压为u=Umsinωt。峰值检测方法原理,如图1所示。
         
                           图1   峰值检测原理图
       其中,电源电压U经过低通滤波器后与U作差,得到Uβ=Umcosωt,然后将Uα和Uβ经过Park变换,可得
　              　
　　锁相环稳定工作时θ≈ωt，因此式(1)可化简为
　            　 　　
　　综上,通过提出的方法可以很容易的检测到电基于TMS320F2812DSP的源电压的峰值Um。
　　
　　图1中,Park变换公式如下:
        　　
　　2    电压峰值检测方法离散化设计
　　
　　图1中的低通滤波器、PI调节器和积分器均可采用双线性变换进行离散化设计,公式如下
　            　
　　离散化后的传递函数均可由式(4)表示：
           
　　对应的参数取值如表1所示。
      
                             表1 参数取值
　　表1中,T为采样周期,ω为电源电压角频率。
　　
　　3    实验结果
　　
　　为了验证提出的峰值检测方法的有效性,本文在TMS320F2812DSP硬件平台上进行实验研究。其中,DSP时钟频率为150MHz,采样频率为10kHz,实验结果如图2所示。
　　
　　                                      图2 实验结果
　　
　　图2(a)是当电源电压峰值由150V上升到310V时，提出的方法可以迅速地检测到峰值的变化并响应。同样图2(b)是当电源电压峰值由310V下降到150V时，提出的方法仍可以实现快速的峰值检测。
　　
　　4 结束语
　　
　　本文提出一种单相UPS逆变电源电压峰值检测方法并进行了实验研究。实验结果表明,提出的方法可快速地检测出电源电压峰值。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,从而节省了大量的模拟器件,降低了产品成本,具有一定的工程应用价值。