离散滑模控制在

UPS 逆变器设计中的应

用

关键字：离散滑模控制

 UPS 逆变器 抖动 DSP 

1　引言

　　

UPS(Uninterruptible power supply)即不间断电源，是一种介于交流电网和负载间的电力

电子装置，其基本功能是当交流电源失电时，保证对负载不间断的供电、确保负载连续正常
运行。现代

UPS 还应具备输出高品质电能、对电网的影响小、智能化程度高等特点。

　　

UPS 的控制思想上有基于线性控制理论和基于非线性控制理论的两类控制策略, 其中非

线性控制理论主要采用滑模控制、重复控制、无差拍控制。滑模控制系统具有较强的鲁棒性，
即对被控对象模型误差，参数变化和外部扰动具有极好的不敏感性，但传统的连续滑模控
制在实际应用中存在系统抖动问题，会产生大量谐波，因此无法在

UPS 系统中得到广泛应

用。随着近年来离散滑模控制理论和数字控制技术的发展，大幅度的缩短了采样时间，提高
了系统的切换频率，从而有效的消除了抖动现象。在

UPS 逆变器设计中采用离散滑模控制，

可以提高

UPS 的可靠性和可利用性，满足现代 UPS 系统较高的性能要求。[2][3]

2　UPS 系统构成

　　

UPS 系统主要由整流器，蓄电池组和逆变器组成。其中 UPS 的逆变器主电路采用全桥

逆变电路，并带有

L-C 滤波器，通过控制逆变器输出和负载间的静态开关，使市电停电时，

蓄电池组和逆变器能持续为负载供电。系统简化原理图如图

1 所示。

　　为了提高系统的切换频率，消除抖动现象，

UPS 的核心控制器件选用 TI 公司的 DSP 

TMS320LF2407，其指令周期为 33ns，带有模数转换，串行外设接口，串行通信接口模块 ，
事件管理器等的外围模块，

16 位定点内核和指令集，其指令集源码向上兼容 TMS320C5x

系列，具有良好的可移植性，其内核的高性能运算能力，使其能够运行复杂的控制算法，
提高了控制器的灵活性和逻辑判断能力，从而使系统性能更为优越。

[4]

图

1 单相在线式 UPS 系统