摘要：跟着社会的前进和跟着社会的前进、科学技能的开展和电力电子技能的广泛运用，电气化出产、电气化交通、电力设备的运用变得越来越广泛，现已融入到了社会的各个旮旯。大功率移动电源设备是为了便当运用者，在没有供电电源及设备的野外作业、在供电电压不清楚无法运用、在现场用电呈现异常而无法运用等场合，能够运用大功率移动电源设备，这样能够为你的设备供给长期的安全确保供电体系，特此提出了一种大功率移动电源的规划计划，具体给出了计划的硬件电路规划和软件流程，具有很强的运用价值。
大功率移动电源设备是为了便当运用者，在没有供电电源及设备的野外作业、供电电压不清楚无法运用、在现场用电呈现异常而无法运用等场合，能够运用电气实验移动电源设备，这样能够为你的设备供给长期的安全确保供电体系。通常状况下，在野外作业，进行电力设备检测时，因为供电状况不知道，或许彻底没有供电电源等要素，都将会形成工时延误或许无法运用设备作业。故此，为确保在无法用电，负载较大的状况下，对设备进行继续供电，特研发该大功率移动电源，确保在断电状况下暂时用电需求。
该供电设备集安全、智能于一身，结构简略。具有当时电压、电流值及相关用电参数值的液晶显现。它可为用电操作人员供给用电技能参数。使操作人员用电更安全、更直观、更便当。
1.移动电源根本构架及要害技能
大功率移动电源是一种选用可充电电池作为储电单元，经过将电池的24V直流电经过变压器升压，经过整流桥IGBT开关管整流成所需求的单相220V沟通电，直接对用电器供电或许充电，以到达为设备继续续航的意图。大功率移动电源的根本构成一般由可充电电池、升压降压电路，充电办理电路，电池保护电路，操控电路组成根本构架示意图如图1所示。
从大功率移动电源的根本构架上看，能够把移动电源的结构简化为两大部分，操控电路和被控器材。主控电路运用C8051F系列单片机，C8051F000系列器材是彻底集成的混合信号体系级MCU芯片，用于旧式51芯片没有的内置12位多通道ADC和一个10位的多通道ADC，因为其抗搅扰性好，安稳等特色被广泛用于仪器仪表职业。一起选用128*64点阵液晶显现数据，缩小开发周期和本钱。对沟通侧进行100us采样，采样2个周期，每个周期采样50个数据点。用均方根算法，算出沟通电压的有效值。而且选用软件进行简略滤波，显现数值安稳，精度高。被控器材有：充电模块、逆变模块、电池。电池的资料、体积、容量等直接影响大功率移动电源的质量，因为运用了磷酸铁电池，在放电功用和安稳性等方面都较一般锂电池有大幅度的改进。
体系主控板是大功率移动电源的首要电路规划，该电路板首要功用是完结对电池的充放电办理、逆变模块的输出检测，用电参数的显现以及对电池的保护。大功率移动电源运用的电池电压一般在24—29.4V，输出的是220V沟通纯正弦波，和市电彻底相同，克服了方波不能带仪器的缺陷。到达充电电压安稳，充溢后转为浮充形式，防止电池的过充和倒灌电流等问题。电池的选型：选用体积小，输出电流大的电池，到达1200W的输出功率，因为其输出功率大，也会随同发生许多高频搅扰，对其输出和输出进行滤波是必要的，以确保其供电质量。对大功率移动电源的功用及安全性的影响很大。
2.硬件电路规划及要害芯片介绍
跟着集成电路技能的飞速开展，电路保护板的各个功用完结有许多计划。依据大功率移动电源的根本结构给出硬件规划结构图如图2所示。
2.1 操控电路电源规划
因为逆变模块会发生高频的搅扰回传上操控板，对操控芯片发生搅扰，所以操控板的电源需求进行严厉的阻隔，对模仿地、数字地和采样地进行一点接地的办法，+5V电源由电池的24V经过LM2576输出+5V，再经过电容电感滤波，给各个电路模块供电。E0505S输入+5V，双路别离输出+5V、-5V，给采样芯片OPA2277供电。因为C8051F芯片选用+3.3V供电，所以需求运用LM1117-3.3将+5V转为+3.3V，一起起到阻隔效果，如图3。
2.2 单片机电路规划
图4中主芯片选用C8051F005芯片，因为该芯片的安稳性和低功耗等特性，被广泛运用于电子仪器仪表职业。
2.3 开机操控电路规划
如图4该操控电路首要完结电压收集、输入输出操控、用电参数显现、人机交互等功用。图5按键操控电路模块规划，当按键开机后，单片机上电经过P25口发送一个周期小于100ns的脉冲，因为电容的充放电特性，使IRF9630继续导通，对操控板供电。当单片机程序跑飞时，此规划能确保设备能够主动关机，做了一个硬件的关机保护，使体系愈加安全可靠，一起运用P24口检测按键继续时间，当长按开机键时，单片机主动中止P25的脉冲发送，进行自杀操作，做到一键开关机功用。
2.4 采样电路规划
因为电池侧的输出电流较大，用电阻法收集的话，对电阻精度要求较高，所以此处选用了霍尔传感器来收集直流电流，对电池的放电电流进行监测，防止其过放电。一起运用电阻分压法监测电池侧电压。如图6：JP4端子连接了用于采样的霍尔传感器，将电流类型转换成电压信号，OPA2277对收集上来的电压信号进行低通滤波处理，再输出给芯片的模仿输入收集端AIN0口。芯片对充电模块的输出进行监测，将信号滤波送到芯片的AIN1模仿输进口，当信号大于2V时，判定为充电状况。
图7为沟通电压的收集办法，因为单片机ADC模仿收集口只能收集0V-2.4V的电压，所以需求先将沟通输出侧经过电阻分压法，收集R25两头的电压进行滤波，一起单片机的DAC0口输出一个1.2V电压，用加法器将收集过来的电压叠加上1.2V，将其举高到0V以上，输入到单片机的ADC模仿收集口，用此法比一般的将收集电压转换成直流电压的办法愈加具有实时收集性。电流采样运用图8的互感器讲行采样。
3.软件规划
单片机程序规划要使整个电路安稳有序的作业，因而有必要考虑每个单元电路的作业原理和时序要求。本软件的作业原理是，独自敞开一个心跳计时器进行分时操作，主流程图如如9所示，沟通采样端选用均方根算法惊行沟通电压电流的换算，如下代码：
4.结语
传统的移动电源技能多选用模仿操控或许模仿操控与数字操控相结合的操控办法，其缺陷有以下几点：
①操控单元的元器材比较多，体积巨大，结构杂乱;
②硬件电路规划完结之后，操控战略就固定了，不易更改为其他的办法，灵活性不行;
③硬件调试比较费事，因为元器材特性不彻底共同，致使电源的共同性差。模仿元器材的作业点存在漂移，这会导致体系参数的漂移，然后形成调试硬件电路的不便当。
以上剖析可知传统的模仿操控办法在许多场合已不习惯新的规划要求。跟着高速、廉价的数字信号处理器的面世，所以便呈现了数字电源。其长处有以下几点：
①嵌入式芯片更简略完结数字化的处理和操控，防止了模仿信号传递过程中呈现的信号畸变、失真等状况，一起也减少了因为杂散信号而引起的搅扰;
②可控性好，因为嵌入式芯片自身可编程，所以软件简略晋级保护，便于体系的晋级保护;
③数字电源能够便当的和其它功用相结合，如无线通讯功用可完结长途遥感、遥测、遥调，人机交互模块可供给友爱的人机界面等。
这些长处使得数字化操控成为今后电源技能的开展趋势。本文选用Silicon Labs公司出产的C8051f005型嵌入式芯进行操控，对电源主电路完结了全数字操控，提高了输出电压的安稳性和精确性。操控算法经过软件编程完结，所以简略晋级保护，便于体系的晋级，也使得用户依据各自的需求挑选不同的操控功用愈加便当。
大功率移动电源的研讨，创造性的将电池充电逆变一体化，比较以往的UPS，发电机等应急设备，其体积更细巧，成质量轻，操作简略，功用优秀，带载才能更强，可广泛运用电气实验的惯例用电需求，防止停电无法作业引起客户不满意，发生杰出的经济、社会效益。
