LPC2214是雙電源工作,分為CPU操作電壓(1.8 V)和I/O操作電壓(3.3 V),相應地需要兩種電壓的電源。本設(shè)計采用的低壓差線性穩(wěn)壓器LDO為TI公司的TPS73xx系列穩(wěn)壓器,將5 V電壓穩(wěn)壓成主控芯片的3.3 V和1.8 V。TPS73xx系列芯片是雙路輸出,輸出電流可達250 mA,內(nèi)部集成電壓監(jiān)控器監(jiān)視器,噪聲低,負載/線路瞬態(tài)響應優(yōu)良。圖4為雙路LDO電源。5 V電源來自采用飛兆公司的FSDM0265設(shè)計的反激式開關(guān)電源。反激式開關(guān)電源設(shè)計輸入電壓為AC 85~265 V。當市電正常供電時,使用市電;當市電電網(wǎng)斷電時,由電池的電壓向反激式開關(guān)電源供電,生成電路中應用的低壓直流電源。
2.5 工作存儲模塊
工作存儲模塊采用NAND Flash K9F2G16U0M。其內(nèi)部采用非線性宏單元模式,固態(tài)大容量存儲;容量為256 MB,采用頁寫模式;通過并行數(shù)據(jù)接口連接到數(shù)據(jù)總線,可以快速地進行存儲或讀取。
工作信息分為環(huán)境信息和系統(tǒng)信息。環(huán)境信息有電網(wǎng)電壓、環(huán)境溫度等;系統(tǒng)信息有輸入電流、輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、充電電壓、電池信息、斷電次數(shù)、斷電時間等。電池信息又分為電池溫度、放電程度、放電電流、充電時間、電池電壓等。為了數(shù)據(jù)移動方便,在總線上連接了USB模塊。USB芯片選用Philips公司的高性能USB接口器件PDIUSBD12。用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控將存儲模塊中的數(shù)據(jù)上傳,或者用移動數(shù)據(jù)存儲設(shè)備將數(shù)據(jù)拷貝。如圖5所示,工作時將數(shù)據(jù)存儲到K9F2G16U0M中。當檢測到USB有外接時,將當前存儲的數(shù)據(jù)打包,通過USB接口發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.6 網(wǎng)絡(luò)接口模塊
UPS系統(tǒng)在向網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展,所以在主控模塊電路中設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)接口,如圖6所示。
網(wǎng)絡(luò)接口模塊采用CP2200芯片。CP2200是Silicon Labs公司推出的獨立以太網(wǎng)控制器。符合。IEEE802.3協(xié)議,內(nèi)置10 Mbps以太物理層器件PHY及媒介接入控制器MAC,具有可編程填充和CRC自動生成功能;具備可編程濾波功能和特殊的過濾器,可自動評價,接收或拒收Magic Packet、單播、多播等信息包;支持Intel和Mo-torola兩種總線方式;具有8 KBFlash存儲器,可對其靈活編程。遠程接口不僅可以向用戶提供遠程監(jiān)控等服務(wù),同時也可以通過網(wǎng)絡(luò)接口將系統(tǒng)軟件升級。圖6中,F(xiàn)C-518LS隔離器將網(wǎng)絡(luò)與主控芯片電氣隔離,保護系統(tǒng)不受網(wǎng)絡(luò)中的雜波信號干擾,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3 結(jié) 論
基于LPC2214的數(shù)字化UPS,簡化了電路的硬件設(shè)計,降低了硬件成本,提高了UPS的可靠性,擴大了升級空間和產(chǎn)品的多樣性。通過搭建實驗性電路與程序的結(jié)合,驗證了設(shè)計的正確性,為后續(xù)研究提供了一定的實驗基礎(chǔ)。