发布时间：2024-06-24 10:10:20 人气：
平板电视液晶屏背光灯驱动板和逻辑板是一回事吗？
液晶基础知识
显示器是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管（CRT/Cathode Ray Tube）显示器为主，但随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生，近来由于液晶（LCD）显示器具有轻薄短小、耗电量低、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，在近年来价格不断下跌的吸引下，逐渐取代CRT之主流地位，显示器明日之星架势十足。那么液晶显示器与传统的显示器相比，到底有什么新的特点呢？
一、显示质量高
由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不象阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示器画质高而且绝对不会闪烁，把眼睛疲劳降到了最低。
二、没有电磁辐射
传统显示器的显示材料是荧光粉，通过电子束撞击荧光粉而显示，电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生强大的电磁辐射，尽管目前有许多显示器产品在处理辐射问题上进行了比较有效的处理，尽可能地把辐射量降到最低，但要彻底消除是困难的。相对来说，液晶显示器在防止辐射方面具有先天的优势，因为它根本就不存在辐射。在电磁波的防范方面，液晶显示器也有自己独特的优势，它采用了严格的密封技术将来自驱动电路的少量电磁波封闭在显示器中，而普通显示器为了散发热量的需要，必须尽可能地让内部的电路与空气接触，这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。
三、可视面积大
对于相同尺寸的显示器来说，液晶显示器的可视面积要更大一些。液晶显示器的可视面积跟它的对角线尺寸相同。而阴极射线管显示器，显像管前面板四周有一英寸左右的边框，不能用于显示。
四、应用范围广
最初的液晶显示器由于无法显示细腻的字符，通常应用在电子表、计算器上。随着液晶显示技术的不断发展和进步，字符显示开始细腻起来，同时也支持基本的彩色显示，并逐步用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机上。而随后出现的DSTN和TFT则被广泛制作成电脑中的液晶显示设备，DSTN液晶显示屏用于早期的笔记本电脑；TFT则既应用在笔记本电脑上（现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏），又用于主流台式显示器上。
五、画面效果好
与传统显示器相比，液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其显示效果是平面直角的，让人有一种耳目一新的感觉。而且液晶显示器更容易在小面积屏幕上实现高分辨率，例如，17英寸的液晶显示器就能很好地实现1280×1024分辨率，而通常18英寸CRT彩显上使用1280×1024以上分辨率的画面效果是不能完全令人满意的。
六、数字式接口
液晶显示器都是数字式的，不像阴极射线管彩显采用模拟接口。也就是说，使用液晶显示器，显卡再也不需要像往常那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。理论上，这会使色彩和定位都更加准确完美。
七、“身材”匀称小巧
传统的阴极射线管显示器，后面总是拖着一个笨重的射线管。液晶显示器突破了这一限制，给人一种全新的感觉。传统显示器是通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。而液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的，即使屏幕加大，它的体积也不会成正比的增加，而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。
八、功率消耗小
传统的显示器内部由许多电路组成，这些电路驱动着阴极射线显像管工作时，需要消耗很大的功率，而且随着体积的不断增大，其内部电路消耗的功率肯定也会随之增大。相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比传统显示器也要小得多。
液晶显示器的选型
在平板显示器件领域，目前应用较广泛的有液晶(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。
液晶显示器件有以下一些特点
低压微功耗；平板型结构；被动显示型（无眩光，不刺激人眼，不引起眼睛疲劳）；显示信息量大（因为像素可以做的很小）；易于彩色化（在色谱上可以非常准确的复现）；无电磁辐射（对人体安全，利于信息保密）；长寿命（这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光部分可以更换）。
液晶选型8大要素
◆LCD类型 ◆质量保证 ◆技术支持 ◆品牌与价格
◆供应链保证 ◆分辨率与尺寸 ◆温度与亮度 ◆接口方式
液晶显示屏的类型选择
▲字符→确定显示行、列数→TN、STN类→是否带背光→确定尺寸→确定工作与储存温度范围
▲图形→单色还是彩色（TFT真彩还是STN伪彩〈一般在256色以下〉）→确定分辨率→确定外形尺寸→背光类型（LED、EL、CCFL）→确定工作与储存温度范围
▲定制→非标准模块的要求→填写定制单→签定合同
LCD类型
在液晶(LCD)方面，从选型角度，我们将常见液晶分为以下几类：段式，字符型，
常见段式液晶的每字为8段组成，即8字和一点，只能显示数字和部分字母，如果必须显示其它少量字符、汉字和其它符号，一般需要从厂家定做，可以将所要显示的字符、汉字和其它符号固化在指定的位置，比如计算器。对于段式液晶，我们提供定做业务。
字符型液晶，顾名思义，字符型液晶是用于显示字符和数字的，对于图形和汉字的显示方式与段式液晶无异。字符型液晶一般有以下几种分辨率，8×1，16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×2、40×4等，其中8(16、20、40)的意义为一行可显示的字符(数字)数，1(2、4)的意义是指显示行数。
图形点阵式液晶，我们又将其分为TN、STN(DSTN)、TFT等几类。这种分类需从液晶材料和液晶效应讲起，请参考液晶显示原理。
TN类液晶由于它的局限性，只用于生产字符型液晶模块；而STN(DSTN)类液晶模块一般为中小型，既有单色的，也有伪彩色的；TFT类液晶，则从小到大都有，而且几乎清一色为真彩色显示模块。除了TFT类液晶外，一般小液晶屏都内置控制器(控制器的概念相当于显示卡上的主控芯片)，直接提供MPU接口；而大中液晶屏，要想控制其显示，都需要外加控制器。
因此，选择您所需要的液晶屏，需要考虑的几个方面细述如下：
一、如果只需要显示字符和数字，而且一屏所显示的内容不超过字符型液晶的最大限制(比如40×4)，就可选择字符型液晶，直接与MPU连接即可。
二、如果需要动态地显示汉字和图形，那么，只能选择图形点阵式液晶，接下来该考虑的问题就是需要选择STN(DSTN)单色、伪彩色还是TFT真彩色。一般情况下，如果使用单片机控制，由于其控制能力的限制，只有在640×480以下单色、320×240以下伪彩色的范围内进行选择；如果使用PC、IPC或其它控制能力比较强的主控模块(如视频输入控制模块)，只要具备液晶显示部分或外加显示控制，就可以有较大的选择余地，不带内置控制器的单色、伪彩色和真彩色液晶均可。 同时应该考虑到外形尺寸的要求。另外请注意，LCD的分辨率在物理上是固定的，满屏显示一般只能以其固有的分辨率显示，这一点与CRT有所区别。
三、背光选择，说到背光问题，需要从另一个角度将液晶分类，即透射式、反射式、半反半透式液晶三类，因为液晶为被动发光型显示器，所以必须有外界光源，液晶才会有显示，透射式液晶必须加上背景光，反射式液晶需要较强的环境光线，半反半透式液晶要求环境光线较强或加背光。
字符类液晶 带背光的一般为LED背光，以黄颜色（红、绿色调）为主。一般为+5V驱动。
单色STN中小点阵液晶 多用LED或EL背光，EL背光以黄绿色（红、绿、白色调）常见。一般用400—800Hz、70—100V的交流驱动，常用驱动需要约1W的功率。
中大点阵STN液晶和TFT类液晶 多为冷阴极背光灯管（CCFL/CCFT），背光颜色为白色（红、绿、蓝色调）。一般用25k—100kHz，300V以上的交流驱动。
四、温度范围，很多字符型液晶以及小图形点阵液晶有常温型和宽温型的，而大图形点阵的液晶宽温型的在大陆市场上比较少见，常温一般指工作温度0—50℃，宽温到-20—70℃（个别的可到零下30℃，如LQ5AW136 TFT 视频接口）；另外在湿度方面也有一定的要求。
五、亮度问题，亮度单位为cd/m2或叫Nit(尼特)，大部分TN、STN(DSTN)液晶的亮度不超过100cd/m2，但是目前比较常用的5—6\"的伪彩色STN屏的亮度都在130cd/m2左右，京瓷有一种5.7\"的LCD亮度达200cd/m2，而TFT类液晶的亮度则150cd/m2以上常见。
六、配件方面，由于液晶的规格、接口没有国际标准，所以不同厂家、不同类型的液晶的信号接口往往不一致，所以选择液晶时，注意购买相关配件（包括信号连接器件、逆变器等）。
液晶屏幕的驱动方式
单纯矩阵驱动方式是由垂直与水平方向的电极所构成，选择要驱动的部份由水平方向电压来控制，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子。
在TN与STN型的液晶显示器中，所使用单纯驱动电极的方式，都是采用X、Y轴的交叉方式来驱动，如下图所示，因此如果显示部份越做越大的话，那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致，整体速度上就会变慢。讲的简单一点，就好象是CRT显示器的屏幕更新频率不够快，那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动；或着是当需要快速3D动画显示时，但显示器的显示速度却无法跟上，显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以，早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制，而且并不适合拿来看**、或是玩3D游戏。
主动式矩阵的驱动方式是让每个画素都对应一个组电极，它个构造有点像DRAM的回路方式，电压以扫描的（或称作一定时间充电）方式，来表示每个画素的状态。为了改善此一情形，后来液晶显示技术采用了主动式矩阵（active-matrix addressing）的方式来驱动，这是目前达到高资料密度液晶显示效果的理想装置，且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极，利用扫描法来选择任意一个显示点（pixel）的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。
在TFT型液晶显器中，导电玻璃上画上网状的细小线路，电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣，虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过，但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压，使液晶分子轴转向而成「亮」的对比，不被选择的显示点自然就是「暗」的对比，也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。
TFT液晶显示原理
TFT型的液晶显示器较为复杂，主要的构成包括了，萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必须先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶，这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。
STN液晶显示原理
STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。
要在这里说明的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），并没有办法做到色彩的变化。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干涉现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片（color filter），并将单色显示矩阵之任一像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大，其屏幕对比度就会显得较差，不过藉由STN的改良技术，则可以弥补对比度不足的情况。
TN型液晶显示原理
TN型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的，而之后其它种类的液晶显示器也可说是以TN型为原点来加以改良。同样的，它的运作原理也较其它技术来的简单，请读者参照下方的。图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图，包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板。 不加电场的情况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液 晶层旋转90度，离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，因此光线能顺 利通过，整个电极面呈光亮。 当加入电场的情况时，每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致，液晶层因此失去了旋光的能力，结果来自入射偏光片的偏光，其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系，并无法通过，电极面因此呈现黑暗的状态。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE（twisted nematic field effect）。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成
LCD控制驱动器的设计与开发
对于液晶显示屏，它通常包括玻璃基板、ITO(Indium Tin Oxide)膜、配向膜、偏光板等制成的夹板，上下共有两层。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下玻璃基板配向为90度。上下夹层中放置液晶，液晶将按照沟槽方向配向。整体看起来，液晶分子的排列就像螺旋形的扭转排列。当玻璃基板加入电场时，液晶分子配列产生变化，变成竖立状态。当液晶分子竖立时光线无法通过，结果在显示屏上出现黑色。液晶显示器(LCD)将根据电压的有无，控制液晶分子配列方向，使面板达到显示效果。
对LCD的分类，有各种分类方法。通常可按照其显示方式分为段式、点字符式、点阵式等。除了黑白显示外，还有多灰度和彩色显示等。
在LCD驱动时，需在段电极和公共电极上施加交流电压。若只在电极上施加DC电压时，液晶本身发生劣化。液晶驱动方式包括静态驱动、动态驱动等驱动方式。
1)静态驱动
所有的段都有独立的驱动电路，表示段电极与公共电极之间连续施加电压。它适合于简单控制的LCD。
2)多路驱动方式
构成矩阵电极，公共端数为n，按照1/n的时序分别依次驱动公共端，与该驱动时序相对应，对所有的段信号电极作选择驱动。这种方式适合于比较复杂控制的LCD。
在多路驱动方式中，像素可分为选择点、半选择点和非选择点。为了提高显示的对比度和降低串扰，应合理选择占空比（duty）和偏压(bias)。
施加在LCD上所表示的ON和OFF时的电压有效值与占空比和偏压的关系如下：
Vo:LCD驱动电压
N:占空比(1/N)
a:偏压(1/a)
多路驱动方式可分为点反转驱动和帧反转驱动。点反转驱动适合于低占空比应用，它在各段数据输出时，将数据反转。帧反转驱动适合于高占空比应用，它在各帧输出时，将数据反转。
对于多灰度和彩色显示的控制方法，通常采用帧频控制(FRC）和脉宽调制(PWM)方法。帧频控制是通过减少帧输出次数，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。而脉宽调制是通过改变段输出信号脉宽，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。
显示方式从简单的段式、点字符式到复杂的点阵式、阶调式的变化。显示颜色从黑白逐步变化到彩色。显示屏从小到大，响应时间逐步缩短，目前STN显示器在成本及消费电流方面有优势。TFT显示器在对比度和动画对应速度方面有优势。
作为LCD驱动器标准电路生产厂主要有NEC 、EPSON、三星等公司。目前手机市场中使用最多的驱动器电路仍然是黑白电路。但是，四灰度LCD驱动电路和彩色LCD驱动电路也逐渐投入到市场上。今后具有彩色、大屏幕、可上网、响应快的显示器将成为手机发展的流行趋势。
下面将以NEC公司mPD16682A产品为例，说明LCD控制驱动器主要特性和设计流程。该芯片适用于手机、汉字或日语传呼机以及其他显示汉字或日语字符的设备，每个字符使用16 x 16或12 x 12个点。
* 内含1/65分时显示RAM的液晶显示控制/驱动器
* 使用+3伏单一电源
* 内含升压电路（3倍和4倍可转换）
* 132 x 65 位用于点显示的RAM
* 输出：132段、65公共端
* 用于COG（Chip on Glass）
LCD驱动器基本构成由以下部分构成：
控制部分：
TopDown(自顶向下)
逻辑电路
RAM部分：
手工设计
异步2 PortRAM
I/O口
输出专用口
模拟部分：
手工设计
DC/DC转换器
DA转换器
升压放大器
电压跟随器
稳压电路
温度补偿电路
振荡电路
I/O部分：手工设计
显示屏以手机为例，设计开发企业应与国内芯片制造企业联手，设计、开发下列目前或近期即将需求的手机用LCD控制驱动器的系列产品：
黑白LCD控制驱动器
多灰度LCD控制驱动器
彩色STN-LCD控制驱动器
彩色TFT-LCD控制驱动器
1)确定LCD驱动电路规格书
根据市场需求及发展趋势，确定LCD驱动电路的规格书。
2)建立完整的设计环境
由于LCD控制驱动电路涉及到数字、模拟和高压电路。SPICE参数的提取和验证是其中重要的一项任务。因此，设计和工艺人员应制作测试用的TEG片，并对TEG片进行测试，提取和验证SPICE参数，建立完整的设计环境。
3)LCD控制驱动电路设计
电路设计包括确定电路设计方案、逻辑综合、电路仿真和物理实现。
·采用低功耗技术，需选择低功耗电源；内置存储器和降低振荡频率；采用OSO(One Shot Operation)电路技术；采用MLS（Multi Line Selection多线选择）驱动法。
·电路描述与仿真。
数字电路可采用HDL语言描述，HDL仿真。模拟电路可采用原理图输入，SPICE仿真。
对于整体电路仿真需采用数模混合仿真技术，还要解决显示图象的验证技术。
·版图物理实现
为了保证设计效率，数字电路部分的版图可利用SE，进行自动布局布线。为获得高性能，对模拟电路版图及I/O部分版图应采用手工布图。由于全芯片采用不同的方法分块制作，因此需利用全芯片合成、布局布线技术和部分电路版图和全芯片版图的DRC技术。
4)LCD控制/驱动电路测试技术。例如，多引脚对应能力；高速数据传送；高精度测试；高电压对应。
LCD部分专业术语解释
LCD Liquid Crystal Display 液晶显示
LCM Liquid Crystal Module 液晶模块
TN Twisted Nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏转90°
STN Super Twisted Nematic 超级扭曲向列。约180~270°扭曲向列
FSTN Formulated Super Twisted Nematic 格式化超级扭曲向列。一层光程补偿片加于STN，用于单色显示
TFT Thin Film Transistor 薄膜晶体管
Backlight — 背光
Inverter — 逆变器
OSD On Screen Display 在屏上显示
DVI Digital Visual Interface （VGA）数字接口
TMDS Transition Minimized Differential Signaling
LVDS Low Voltage Differential Signaling 低压差分信号
Panelink —
IC Integrate Circuit 集成电路
TCP Tape Carrier Package 柔性线路板
COB Chip On Board 通过邦定将IC裸片固定于印刷线路板上
COF Chip On FPC 将IC固定于柔性线路板 上
COG Chip On Glass 将芯片固定于玻璃上
Duty — 占空比，高出点亮的阀值电压的部分在一个周期中所占的比率
LED Light Emitting Diode 发光二极管
EL Electro Luminescence 电致发光。EL层由高分子量薄片构成
CCFL(CCFT) Cold Cathode Fluorescent Light/Tube 冷阴极荧光灯
PDP Plasma Display Panel 等离子显示屏
CRT Cathode Radial Tube 阴极射线管
VGA Video Graphic Array 视频图形阵列
PCB Printed Circuit Board 印刷电路板
Composite video — 复合视频
Component video —
S-video — S端子，与复合视频信号比，将对比和颜色分离传输
NTSC National Television Systems Committee NTSC制式,全国电视系统委员会制式
PAL Phase Alternating Line PAL制式(逐行倒相制式)
SECAM SEquential Couleur Avec Memoire SECAM制式(顺序与存储彩色电视系统)
VOD Video On Demand 视频点播
DPI Dot Per Inch 点每英寸
LCD显示器的模拟/数字接口
液晶显示器(LCD)是为PC开发的最新附件之一。与同类的阴极射线管(CRT)显示器相比，LCD显示器体积小、辐射少、功耗低，同时视频性能优越、外观新颖圆滑。技术的进步、需求的增加以及生产成本的降低，使LCD的价格降到可为普通消费者接受，人们在考虑配置一个新的带LCD显示器的计算机系统，或是替换掉旧的CRT显示器。
在决定一项新的购置计划时，大部分消费者都要权衡其需求。在一定的价格范围内，对于给定的一套产品的特点及预期的性能水平，消费者会在充分权衡后决定是否购买该产品。计算机和计算机附件的购买过程也与此类似。系统工程师必须了解消费市场中的性能价格比。对于这种成本敏感市场而言，设计的主要目标是降低板级的BOM (原材料费用)成本。板级元器件的去除等同于最终产品市场价格的大幅降低。如果购买模式如上所提，消费者该怎样在数字显示器和模拟显示器间作一选择呢？
消费者在购置时会考虑以下几个关键因素：性能、兼容性以及成本。在购置显示器时，接口类型也成为关键的考虑因素之一。标准的红、绿、蓝(RGB)模拟接口正面临着数字接口日渐强大的挑战。以下篇幅将着重讨论两种方案间的差异。
模拟接口
在市场上现有的大量RGB模拟显示器中，来自计算机的离散视频数据RGB送至DAC，然后数字信号被转化为模拟信号并与水平及垂直同步信号一起传送到显示器。
在显示器内部，前置放大器具有放大、钳位及偏移调节的作用。可选择使用单独的前置放大器或集成前置放大器。目前市场上供应的前置放大器都设计用于CRT显示器，并未经过优化以用于LCD。因而，在LCD环境下，前置放大器所产生的失效及错误会降低视频性能。
下一步关键是实现模拟信号到数字信号的转换(ADC)。在转换过程中，转换器有限的分辨率会产生错误，包括DC部分的线性度和偏移以及AC成分的电火花及位错误等。虽然参照说明书这些不理想的特性显得很重要，但如果只是随机发生，人眼不容易察觉。LCD屏的刷新率达到60Hz时，如果闪烁并不太多，人眼将会滤除这些信号。值得注意的是ADC的输入带宽是有限的。如果ADC没有足够的输入带宽，这些影响会表现在显示屏上。在一个象素点上，当视频信号由白转黑时，如果ADC输入带宽不佳，则会大幅降低LCD显示器的视频性能。由于模拟信号会全幅振荡，输入带宽不佳的ADC会导致象素消退，象素之间的边缘将不再平整而是变得模糊，在黑色垂直线与白色垂直线相邻的地方将变成灰线。建议ADC输入带宽为采样时钟频率的1.5倍。时钟频率通过显示器的分辨率和刷新率来决定。例如刷新率为85Hz的XGA(1024×768)显示器需要89MHz的时钟，ADC输入带宽至少为133MHz。
Fs = (水平分辨率×垂直分辨率×刷新率) / 0.75) 其中 0.75 是有效视频因子(active video factor)
= (1024 ×768 ×85) / 0.75 = 89.13MHz
所以输入带宽为89.13 × 1.5 = 133.7MHz
在模拟接口中，需要一个数据时钟在LCD显示器及图形控制器传来的输入信号间进行同步。同步由锁相环(PLL)提供，它用计算机的水平同步脉冲来为ADC和数字控制器芯片产生内部时钟信号。为了确保ADC能在正确的时间采样，需要进行相位调节。为了获得最佳的视觉性能，也许需要用户自己调节显示器。PLL还会在显示器中产生相位噪声或时钟抖动，从而在显示器上产生不良的画面，即在灰色的背景中产生“雪花”，或在亮度上出现明显的不同。产生这种视觉影响时，通常在LCD屏上有一块区域看上去比显示屏的其它部分要暗一些或亮一些。
在模拟系统中，信号一旦被转换为数据流，LCD显示器通常就需要进行适当的调节及帧比率调整。可对图像进行缩放以符合显示屏的大小，同时调整帧比率来设置刷新频率以满足显示器的要求，通常为60Hz。在缩放过程中，由模拟信号到数字信号转换过程产生的信号退化可能会被放大。此外，不标准的图形控制卡、电缆的屏蔽性差以及连接器质量低劣也会降低信号的性能，导致整个数据转换过程的误差，引起图像质量的降低。
数字接口
在数字接口装置中，计算机数据可以直接发送到显示器，而无需进行数据转换。由于不再需要将数据转换为模拟信号随后再还原为数字信号，从而排除了与之相关的可能引起的误差。
美中不足的是，数字接口不能共享模拟接口方案的通用标准。有可能成为数字接口标准的竞争标准包括：低压差分信号(LVDS)标准、PanelLink标准、传输最小差分信号(TMDS)标准以及用于显示器的数字接口(DISM)标准。每种提议的传输技术都有其优点，但在单一标准被采用并获得推广前，计算机厂商们仍会将关注那些可能长期应用的方案上。根据计算机产业的快速变革而言，几乎很难做出一个正确
我有一个ups电源充电一会就报警，后就旁路了同。逆变后输出都是好的，充电能充两分钟这个样，请手指点
UPS的基本工作原理如下：当市电正常时，由市电通过UPS给负载供电。UPS对市电进行滤波、稳压和稳频调整后，提供给负载更加稳定和洁净的电源。同时，UPS通过充电器把电能转变为化学能储存在电池中。当UPS侦测到市电异常时，切换到电池供电，通过逆变器（INVERTER）把化学能转变为交流电能，供给负载，以保证对负载的不间断电力供应。此外UPS还有一种旁路（BYPASS）工作状态，它在刚开机或机器故障时，可以把输入经高频滤波后直接输出，保障对负载的供电。
从技术上讲，UPS可以分为三大类即：后备式（OFF LINE）、在线式（ON LINE）和在线互动式（ON LINE INTERACTIVE）。从原理上看，后备式UPS在当市电的电压和频率满足UPS的输入要求时，UPS将市电通过一个自耦变压器进行必要的电压调节后输出给负载，逆变器不工作，处于等待状态，当市电异常输入电压和频率不满足要求时，后备式UPS会迅速切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式UPS在由市电转逆工作时会有一段转换时间，一般小于10ms。后备式UPS主要用于普通的个人计算机，价格便宜。
在线式UPS具有独立的整流、逆变、充电，旁路和维修旁路系统，首先将输入交流电整流成直流电，再由逆变器将直流电逆变成标准正弦波交流电（称为双变换）。在大部分情况下，负载由逆变器输出的正弦波供电，只有在过载或逆变器损坏时才由市电直接供电。也就是说在线式UPS开机后逆变器始终处于工作状态，因此在市电异常转电池放电时没有中断时间，即零中断。 在线式UPS提供了纯净稳定的交流电源，几乎解决了所有的市电问题，是精密负载最理想的电源，但在线式UPS的价格较贵。
UPS除了以上两种主要的类型外，还有一种称为在线互动式（Line-Interactive），所谓在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电，在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作，将电池组电压转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。同后备式UPS相比，在线互动UPS的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，其最大的优点是具有较强的软件控制功能。
此外，根据后备时间，UPS可分为标准型和长效型。标准型用内置电池，后备供电时间较短，一般在5-15分钟。长效型则可根据用户需要，增大电池容量配置，延长后备时间，可以达到1小时以上的供电时间。
同步设备之间的锁相怎么接线？
同步设备之间的锁相怎么接线？UPS电源一般有三个级别的保护，1是市电正常的时候，它稳压稳频。2是市电中断或严重不稳时，由电池供电。3是电池放光电后旁路还有正常的电力供应时，它就转到旁路去供电。还有一种情况是UPS自身的逆变器出现故障或逆变器过载时，它会自动转到旁路去供电。也就是说旁路供电是UPS的最后一道保护，为了能够在这种时候安全的转到旁路供电而对后端的设备不造成影响，就要求UPS平时的输出的频率要与旁路供电的频率同步，这就是锁相，具体的原理是UPS内部有两个电路，一个是从旁路采样的，另一个是自身震荡出来的标准正弦波，UPS按照标准的正弦波逆变，但是频率随旁路的频率变化而变化，但是为了保护后端负载，UPS都有一个同步的范围，一般是正负3HZ，超出这个范围或是旁路没电了，UPS就只按本机内部的标准输出 了。
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UPS同步锁相的原理是什么？
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UPS的一级锁相和二级锁相什么意思
准确地说，应该是 一级锁相环和二级锁相环吧。 ------------------------------------------- 本文介绍一种基于TT公司制造的TMS320C240DSP控制器构成的大功率并联型UPS同步控制方案。与电网的同步、并联系统中各台UPS间的同步，成为并联UPS系统控制的关键。UPS并联系统中的核心部分是精度很高的锁相环，模拟锁相环是一门成熟的技术，以其独特的优良性能在许多领域得到了广泛的应用。但随着数字技术的发展，UPS的全数字化控制是大势所趋，因此，锁相环也逐渐过渡为数字化，数字DSP控制锁相环相对于模拟锁相环实现起来更方便，同时用软件代替硬件实现，还可以结合系统的其他功能统一设计，节省成本。 1TMS320C240DSP控制器介绍 TMS320C240是美国TI公司专为数字电机控制运用而推出的一种16位定点运算的DSP，为控制系统应用提供了一种理想的解决方案。它具有以下的主要组成部分：3个通用定时器，可输出3路比较/PWM脉冲，3个全比较单元，可输出3对带死区控制的比较/PWM脉冲，3个单比较单元，可输出3路比较/PWM脉冲，4个捕获引脚CAP，用于高速I/O管理;两组各8路10位10μs的A/D转换器，看门狗定时器和定时中断定时器;片内ROM或Flash存储器等。 2并联系统UPS的同步控制方案 2.1UPS的锁相控制原理 市电电压波形及UPS输出电压波形都是正弦波。设UPS逆变电压的频率为f,而市电电压的频率为f1，市电电压波形的瞬时值可表示为 μ1=Um1sinω1t=Um1sin2πf1t UPS逆变输出电压波形的瞬时值可表示为 μ=Umsin(ωt±θ)=Umsin(2πf1t±θ) 其中+θ为UPS输出波形超前于市电波形的相位角;-θ为UPS输出波形滞后于市电波形的相位角。 要实现UPS与市电的同步必须要求:f=f1，θ=0，关键在于如何实现2πf1t=2πft±θ，只能通过改变f 使得θ逐步减小，最终θ=0，f=f1，当UPS输出波形超前于市电波形时，则要求该UPS输出电压的频率 降低，即 f=f1-θ/2πt 当UPS输出电压波形滞后于市电波形时，则要求UPS输出电压的频率升高，即 f=f1+θ/2πt 2.2并联UPS系统同步锁相的实现 并联系统UPS在市电与逆变切换时，若在切换的瞬间二者的输出波形不一致，会造成供电的中断，另一方面也可能会因两个电压源之间的环流过大而损坏UPS。为确保UPS系统市电与逆变在切换时不存在环流，需保证市电波形与逆变波形保持相位接近。因此需要一种装置用来检测市电的相位变化，并用于控制逆变器输出电压的相位和频率，使逆变器与市电保持同步运行。 对于并联系统UPS的锁相可采用两级锁相结构。其中，一级锁相环又称外同步，是指并联系统各UPS跟踪市电相位和频率并进行相互间的相位同步控制，即实现UPS与旁路市电的同步，二级锁相环又称内同步，是指基于各台UPS输出电压的频率及相位跟踪和同步控制，使其实现各台UPS间的同步。两级锁相环都采用了PI调节器，其中，内同步速度较快，精度很高(=10us以内)，使其确保了UPS之间的并联环流达到最小。外同步的PI调节器速度较慢，使其确保了旁路和逆变器之间的平滑切换。每级锁相环包括相位误差检测、调节器的调节。以下分别介绍各级锁相环是如何实现的。 (1)外同步 两台UPS的输入即市电经比较器电路整形为方波，经过同步母线综合后，将该方波信号送到每台UPS的DSP捕获牢元CAPI引脚，设置上升沿或下降沿捕获，则在方波信号发生相应跳变时迸人捕获1中断读取计数器T2CNT的值作为PI调节器的反馈信号，通过与设定值相比较即可得出相位差，再经PI调节器的运算形成调节量，用于改变T2PR的值，从而使逆变输出跟踪市电基准。 (2)内同步 T2计数器作为UPS正弦输出的相位和频率基准，为保证所有UPS之间的同步，所有UPS都利用T2CNT发生一个方波，方波经同步母线综合后，送到所有UPS的CAP2端口，在方波信号发生相应跳变时进入捕获2中断中对T2CNT清零，保证内同步的给定是同步的。 在正弦中点时对应的中断中读取T2CNT值作为反馈量，与T2PR/2相比较，再经PI调节器运算后得到的调节量用于改变TIPR的值，使逆变输出正弦波和T2计数器同步，从而逆变输出保持同步。
1赞·227浏览2018-09-27
UPS电源内部电路需要锁相环电路么？
下面几个兄弟的答案合起来就更好了，呵呵，离线式UPS不需要，在线式UPS需要。 在线式UPS除了逆变输出频率要锁旁路频率以外（这是为了保证UPS由市电逆变状态转入旁路状态，或者旁路状态转到市电逆变状态时相位保持一致）以外，当UPS并机过程中的几台机器输入源为不同相位和频率的电网时，往往还需要指定主机，以确保从机的市电逆变输出的电压频率和相位对主机进行锁定。 这里被锁相的源头不需要是准确的50或者60Hz,我国泰尔认证的要求是频率变化范围为正负4%，对应到50Hz系统就是正负2Hz
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ups如何做到与世界同步
UPS电源一般有三个级别的保护，1是市电正常的时候，它稳压稳频。2是市电中断或严重不稳时，由电池供电。3是电池放光电后旁路还有正常的电力供应时，它就转到旁路去供电。还有一种情况是UPS自身的逆变器出现故障或逆变器过载时，它会自动转到旁路去供电。也就是说旁路供电是UPS的最后一道保护，为了能够在这种时候安全的转到旁路供电而对后端的设备不造成影响，就要求UPS平时的输出的频率要与旁路供电的频率同步，这就是锁相，具体的原理是UPS内部有两个电路，一个是从旁路采样的，另一个是自身震荡出来的标准正弦波，UPS按照标准的正弦波逆变，但是频率随旁路的频率变化而变化，但是为了保护后端负载，UPS都有一个同步的范围，一般是正负3HZ，超出这个范围或是旁路没电了，UPS就只按本机内部的标准输出 了。
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简述UPS的工作原理
、UPS及其工作原理简介 UPS是英文Uninterruptible Power Supply的缩写，意为“不间断供电电源”，是一种含有储能装置（常见的是蓄电池），以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，它可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使计算机系统运行更加安全可靠。现在已经被广泛应用计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭。 下面，让我们先简单地了解一下UPS的工作原理。 当我们没有使用UPS的时候，PC机、打印机等终端设备是直接接入市电使用的，用了UPS，就将PC机、打印机等终端设备接到UPS上使用，而UPS再接入市电。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给终端设备(相对于UPS而言，我们将这些终端设备称为负载)使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向自己的内置电池充电；当市电中断(例如停电)时, UPS 立即将内置电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件系统不受损坏。 二、市电对家用PC机及其终端设备的影响 如果我们的PC机、计算机网络等设备不使用UPS，又会受到哪些影响呢？不少人都有一个常见的错误概念，认为我们使用的市电，除了偶尔发生的停电事故外，都是连续而且恒定的。其实不然。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外，意外的自然和人为事故，如雷击、输变电系统断路或短路、电源插头地错误拔插等，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。尤其需要特别指出的是，PC机、网络设备、通信系统、医疗设备等都属于非常精密的电子设备，对它们的影响表现得尤为突出。 对于PC机来说，显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存，对电源的要求更高，它是一种依赖电能的存储设备，需要不断的刷新动作来保持存储内容，一旦断电，所保存的内容立即消失。如果非正常断电，导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，就会造成信息因完全丢失或变得不完整而失去价值，从而浪费大量的工作精力和时间；而象UNIX、Linux这样的操作系统（现在不少的电脑爱好者使用这种操作系统），如果不正常关机，内存中的系统信息没有回写到硬盘上，还可能造成系统崩溃，无法再次启动；此外，电脑中的硬盘，虽然应用的是磁存储介质，不会因断电而损失信息，但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏，或者系统文件在维护文件系统时，造成文件分配表错误，从而使硬盘产生坏道，严重的，甚至还会造成整个硬盘的报废；另外，现在的操作系统大都能设置虚拟内存，由于突然的断电，使系统来不及取消虚拟内存，从而造成硬盘中的“信息碎片”，不仅浪费了硬盘存储空间，还会导致机器运行缓慢；电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。 一般情况下，标准正弦波（220V，50Hz）是一种理想状态，但实际情况下，根据电力专家的测试，电网中经常发生并且对计算机或精密仪器产生干扰或造成损坏的情况主要有以下几种：电涌、高压尖脉冲、暂态过电压、电压下陷、电线噪声、频率漂移、持续低电压、市电中断等。 1. 电涌（Power Surges）：指输出电压有效值高于额定值110％，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时（例如常见的家用空调关机时），电网因突然卸载而产生的高压（我们都会有这样的切身体会：在晚上6:00至9:00左右的时间段，是用电的高峰期，市电电压普遍偏低，家里的照明灯比较暗，过了用电高峰期，比如说在晚上10:00左右，你会发现家里的照明灯突然一闪，并且亮了很多，这就是我们在日常生活中最常见到的一种电涌现象）。 2. 高压尖脉冲（High Voltage Spikes）：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。 3. 暂态过电压（Switching Transients）：指峰值电压高达 20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别。 4. 电压下陷(Power Sags)：指市电电压有效值介于额定值的80％至85％之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。 5. 电线噪声（Electrical Line Noise）：系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。 6. 频率偏移（Frequency Variation）：系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。 7. 持续低电压（Brownout）：指市电电压有效值低于额定值，并且持续较长时间。其产生原因包括：大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载（我们国家的很多地区存在这个问题）。 8. 市电中断(Power Fail)：即我们通常遇到的停电。其产生原因有：线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。 三. UPS的分类 UPS已从60 年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路，并且还在继续发展。目前，UPS一般均指静止式UPS，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。 1. 后备式UPS：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是：结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。原理图如下： 2. 在线互动式UPS：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是：有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等特点，但同样存在切换时间，但和一般后备UPS相比，这种机型保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波。原理图如下： 3. 在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。目前，功率大于3KVA的UPS几乎都是在线式UPS。原理图如下： UPS按照输出容量大小划分为小容量3KVA以下，中小容量3KVA~10KVA，中大容量10KVA以上。 UPS按输入/输出方式可分为三类：单相输入/单相输出（简称单进单出）、三相输入/单相输出（简称三进单出）、三相输入/三相输出（简称三进三出）。 对于用户来说，三相供电其市电配电和负载配电容易，每一相都承当一部分负载电流，因而中、大功率UPS多采用三相输入/单相输出或三相输入/三相输出的供电方式。 后备式UPS主要是用来给单台PC机提供电源保护，具有体积小、价格低、操作简单的特点，非常适合家庭使用，所以，当你为家用电脑购买UPS时，请选购后备式的。 在线式UPS几乎可以解决所有的常见电力问题，在有市电时，功能为稳压和防止电力波动干扰，因为其功能较完善，所以其成本也随着性能的增强而上升，价格较后备式UPS贵很多。在线式UPS主要用于对电源要求非常严格的一些计算机设备、医疗器械等，，一般与多个外置蓄电池串接使用以延长供电时间，多为单位配置。 智能型UPS是当今UPS的一大发展趋势，随着UPS在网络系统上应用，网络管理者强调整个网络系统为保护对象，希望整个网络系统在供电系统出现故障时，仍然可以继续工作而不中断。因此UPS内部配置微处理器使之智能化是UPS的新趋势，UPS内部硬件与软件的结合，大幅度提高了UPS的功能，可以监控UPS的运行工作状态，如：UPS输出电压频率，电网电压频率、电池状态以及故障记录等。还可以通过软件对电池进行检测、自动放电充电，以及遥控开关机等。网络管理者就可以根据信息资料分析供电质量，依据实际情况采取相应的措施。当UPS检测出供电电网中断时，UPS自动切换到电池供电，在电池供电能力不足时立即通知服务器做关机的准备工作并在电池耗尽前自行关机。智能型UPS通过接口与计算机进行通讯，从而使网络管理员能够监控UPS，因此其管理软件的功能就显得极其重要。 什么是后备式UPS 平时处于蓄电池充电状态，在停电时逆变器紧急切换到工作状态，并将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出，后备式UPS也被称为离线式UPS。 后备式UPS存在2至10毫秒的时间切换，不适合于关键性供电场所。此外，后备式UPS一般只能持续供电几分钟到十几分钟。 后备式UPS电源的优点是：运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合。 什么是在线式UPS 在线式UPS：在线式UPS在工作时，首先将市电转化为直流电给UPS电池充电，同时逆变器（见提示）将此直流电逆变为交流电为负载供电，由于市电经过了交流到直流、再到交流的转换过程，所以市电中原有的干扰和脉冲电压成分已经过滤得非常干净，因此，由在线式UPS逆变出来的电压很稳定。由于逆变电路始终在工作，所以当停电时，UPS能马上将其存储的电能通过逆变器转化为交流电对负载进行供电，从而达到了输出电压零中断的切换目标。双变换也是指UPS的输出电压经过了两次交直流的互相转换过程。而高频则表示UPS内部工作在高频环境下。高频UPS的好处是体积小，重量轻，工作效率高，其坏处是抗过载抗冲击能力差。 什么是在线互动式UPS 在线互动式UPS：这是一种智能化的UPS，所谓在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作（即整流工作状态），给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态，将电池组电能转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。同后备式UPS相比，在线互动式UPS的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，而其最大的优点是具有较强的软件功能，可以方便地上网，进行UPS的远程控制和智能化管理。可自动侦测外部输入电压是否处于正常范围之内，如有偏差可由稳压电路升压或降压，提供比较稳定的正弦波输出电压。而且它与计算机之间可以通过数据接口（如RS-232串口）进行数据通讯，通过监控软件，用户可直接从电脑屏幕上监控电源及UPS状况，简化、方便管理工作，并可提高计算机系统的可靠性。这种UPS集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点，但其稳频特性能不是十分理想，不适合做常延时的UPS电源。
58赞·5,017浏览2017-09-24
UPS电源工作原理
UPS不间断电源立即转入电池逆变状态;为防止市电来回切换，只有当市电恢复到170～270V时, UPS才转入市电逆变状态。市电频率的侦测与控制侦测市电频率的目的是作为逆变锁相的依据,通过调整逆变的过零点调整逆变相位,使在市电状态下的逆变输出与市电输入基本同频率、同相位。市电开机时,UPS侦测输入市电的频率作为逆变输出的频率;电池状态下开机时,逆变输出的频率以上次输出的频率来设定。 当市电正常时,执行锁相,逆变频率先追市电频率,频率相同后再追踪相位,通过变动逆变频率完成逆变和市电同相位。锁相后,逆变和市电的相位差小于3度,频率误差小于0.01Hz。当市电频率超出47～53Hz范围时,UPS不执行锁相,立即转入电池逆变状态,只有当市电频率回复到48～52Hz时,UPS再执行锁相,并转入市电逆变状态。 三角波发生器CPU送出的38.4kHz方波,经由运算放大器组成的二分频电路后,变成19.2kHz的方波,再经积分器积分成三角波。标准正弦波发生器CPU送出以128点平均分割的模仿正弦波,经过二阶低通滤波器滤波后,生成标准正弦波。PWM信号标准正弦波与逆变输出电压的正弦波反馈信号进行比较，其结果被三角波切割，生成PWM信号。逆变电压调整CPU每16ms读取一次逆变电压值,并与设定的电压值进行比较,当差值高于10V时,CPU立即调整标准正弦波,从而调整PWM信号,使输出电压相应加减5V,以缩小差值;当差值低于10V时,CPU累积差值,当累积值达到30V时,CPU调整标准正弦波,使输出电压相应加减2V。 CPU的A/D读取CPU每半周期读一次电池电压、正负BUS电压和机内温度,每隔8个标准正弦波点读一次市电电压、逆变电压和逆变电流(在每个周期开始,CPU变更读点的初始位置,使每隔8个标准正弦波点读一次,通过128个点的A/D读取达到扫描效果,读取值存入RAM内)。
8赞·30,156浏览2019-09-22
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喵招
和我一起get生活创意小妙招吧！
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什么是不间继电源（ubs）？
什么是UPS
一、UPS及其工作原理简介
UPS是英文Uninterruptible Power Supply的缩写，意为“不间断供电电源”，是一种含有储能装置（常见的是蓄电池），以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，它可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使计算机系统运行更加安全可靠。现在已经被广泛应用计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭。
下面，让我们先简单地了解一下UPS的工作原理。
当我们没有使用UPS的时候，PC机、打印机等终端设备是直接接入市电使用的，用了UPS，就将PC机、打印机等终端设备接到UPS上使用，而UPS再接入市电。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给终端设备(相对于UPS而言，我们将这些终端设备称为负载)使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向自己的内置电池充电；当市电中断(例如停电)时, UPS 立即将内置电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件系统不受损坏。
二、市电对家用PC机及其终端设备的影响
如果我们的PC机、计算机网络等设备不使用UPS，又会受到哪些影响呢？不少人都有一个常见的错误概念，认为我们使用的市电，除了偶尔发生的停电事故外，都是连续而且恒定的。其实不然。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外，意外的自然和人为事故，如雷击、输变电系统断路或短路、电源插头地错误拔插等，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。尤其需要特别指出的是，PC机、网络设备、通信系统、医疗设备等都属于非常精密的电子设备，对它们的影响表现得尤为突出。
对于PC机来说，显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存，对电源的要求更高，它是一种依赖电能的存储设备，需要不断的刷新动作来保持存储内容，一旦断电，所保存的内容立即消失。如果非正常断电，导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，就会造成信息因完全丢失或变得不完整而失去价值，从而浪费大量的工作精力和时间；而象UNIX、Linux这样的操作系统（现在不少的电脑爱好者使用这种操作系统），如果不正常关机，内存中的系统信息没有回写到硬盘上，还可能造成系统崩溃，无法再次启动；此外，电脑中的硬盘，虽然应用的是磁存储介质，不会因断电而损失信息，但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏，或者系统文件在维护文件系统时，造成文件分配表错误，从而使硬盘产生坏道，严重的，甚至还会造成整个硬盘的报废；另外，现在的操作系统大都能设置虚拟内存，由于突然的断电，使系统来不及取消虚拟内存，从而造成硬盘中的“信息碎片”，不仅浪费了硬盘存储空间，还会导致机器运行缓慢；电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。
一般情况下，标准正弦波（220V，50Hz）是一种理想状态，但实际情况下，根据电力专家的测试，电网中经常发生并且对计算机或精密仪器产生干扰或造成损坏的情况主要有以下几种：电涌、高压尖脉冲、暂态过电压、电压下陷、电线噪声、频率漂移、持续低电压、市电中断等。
1. 电涌（Power Surges）：指输出电压有效值高于额定值110％，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时（例如常见的家用空调关机时），电网因突然卸载而产生的高压（我们都会有这样的切身体会：在晚上6:00至9:00左右的时间段，是用电的高峰期，市电电压普遍偏低，家里的照明灯比较暗，过了用电高峰期，比如说在晚上10:00左右，你会发现家里的照明灯突然一闪，并且亮了很多，这就是我们在日常生活中最常见到的一种电涌现象）。
2. 高压尖脉冲（High Voltage Spikes）：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
3. 暂态过电压（Switching Transients）：指峰值电压高达 20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别。
4. 电压下陷(Power Sags)：指市电电压有效值介于额定值的80％至85％之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。
5. 电线噪声（Electrical Line Noise）：系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。
6. 频率偏移（Frequency Variation）：系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。
7. 持续低电压（Brownout）：指市电电压有效值低于额定值，并且持续较长时间。其产生原因包括：大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载（我们国家的很多地区存在这个问题）。
8. 市电中断(Power Fail)：即我们通常遇到的停电。其产生原因有：线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。
三. UPS的分类
UPS已从60 年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路，并且还在继续发展。目前，UPS一般均指静止式UPS，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。
1. 后备式UPS：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是：结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。原理图如下：
2. 在线互动式UPS：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是：有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等特点，但同样存在切换时间，但和一般后备UPS相比，这种机型保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波。原理图如下：
3. 在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。目前，功率大于3KVA的UPS几乎都是在线式UPS。原理图如下：
UPS按照输出容量大小划分为小容量3KVA以下，中小容量3KVA~10KVA，中大容量10KVA以上。
UPS按输入/输出方式可分为三类：单相输入/单相输出（简称单进单出）、三相输入/单相输出（简称三进单出）、三相输入/三相输出（简称三进三出）。
对于用户来说，三相供电其市电配电和负载配电容易，每一相都承当一部分负载电流，因而中、大功率UPS多采用三相输入/单相输出或三相输入/三相输出的供电方式。
后备式UPS主要是用来给单台PC机提供电源保护，具有体积小、价格低、操作简单的特点，非常适合家庭使用，所以，当你为家用电脑购买UPS时，请选购后备式的。
在线式UPS几乎可以解决所有的常见电力问题，在有市电时，功能为稳压和防止电力波动干扰，因为其功能较完善，所以其成本也随着性能的增强而上升，价格较后备式UPS贵很多。在线式UPS主要用于对电源要求非常严格的一些计算机设备、医疗器械等，，一般与多个外置蓄电池串接使用以延长供电时间，多为单位配置。
智能型UPS是当今UPS的一大发展趋势，随着UPS在网络系统上应用，网络管理者强调整个网络系统为保护对象，希望整个网络系统在供电系统出现故障时，仍然可以继续工作而不中断。因此UPS内部配置微处理器使之智能化是UPS的新趋势，UPS内部硬件与软件的结合，大幅度提高了UPS的功能，可以监控UPS的运行工作状态，如：UPS输出电压频率，电网电压频率、电池状态以及故障记录等。还可以通过软件对电池进行检测、自动放电充电，以及遥控开关机等。网络管理者就可以根据信息资料分析供电质量，依据实际情况采取相应的措施。当UPS检测出供电电网中断时，UPS自动切换到电池供电，在电池供电能力不足时立即通知服务器做关机的准备工作并在电池耗尽前自行关机。智能型UPS通过接口与计算机进行通讯，从而使网络管理员能够监控UPS，因此其管理软件的功能就显得极其重要。
UPS工作原理
当市电正常为380/220VAC时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220V或380V交流电压，同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载（150%负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。
当发生严重超载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。
扩展资料：
一、飞轮式不间断电源
在使用电池的时代之前，不间断电源曾经使用飞轮和内燃机为负载提供电能供应，这种不间断电源被称为飞轮式或旋转式不间断电源。飞轮式不间断电源由整流器、直流电动机、飞轮、柴油机（或汽油机）及发电机等组成。
在电网供电的情况下，由整流器提供的直流电驱动电动机带动飞轮旋转，并且带发电机为负载供电。由于飞轮的惯性作用，发电机转速可以保持均衡，此时不间断电源起过滤电网干扰的作用。当电网断电后，飞轮继续带动发电机的转子旋转，同时启动柴油机带动发电机发电，替代原有电网为负载供电。
由于飞轮式不间断电源使用内燃机提供电力，会产生较大的噪音同时体积也较大，因此目前一般仅被用于应急情况和一些自然状况恶劣的场合，通常情况下不间断电源会使用蓄电池来提供电力。
二、 蓄电池式不间断电源
自二十世纪六十年代美国通用电气公司研究生产不间断电源以来，不间断电源一直在被改进，但是其基本原理没有重大变化。
现代的不间断电源由电池组、逆变器和控制电路组成，一端连接电网另一端连接电器负载。在电网电压正常的情况下，不间断电源利用电网电源为自身充电，在电网出现异常的时候，不间断电源将存储于电池中的电能释放，供负载使用。
它按工作方式通常分为在线式和后备式（亦称为离线式）两种；按输出波形可分为正弦型、近似正弦型（用阶梯方波来拟合正弦波）等。
参考资料：百度百科 不间断电源湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467
