为保证重要负荷的不间断供电,交流UPS系统在金融、医疗、军事、通信等诸多领域得到了广泛应用。但是,随着世界经济的快速发展,各个领域对交流UPS电源系统的可靠性、灵活性和容量的要求也越来越高,尤其是在通信行业,随着通信网络和业务需求的不断发展,通信设备尤其是数据中心对系统的安全供电有着更高的要求,而交流UPS系统本身存在的可靠性低、扩容难度大、能耗高等问题日益显著,直流UPS因其更高的可靠性、更方便的扩容方式、更高的效率受到人们越来越多的关注。本文设计了额定功率为1k W的直流UPS系统功率电路。在拓扑结构上,前级采用交错并联的Boost变换器实现功率因数校正,后级采用全桥LLC谐振变换器实现电压变换和电气隔离;在系统控制方式方面,针对传统两级闭环控制的不足,以及LLC采用变频控制带来的轻载效率低、开关频率变化范围大、空载时输出电压不可调等问题,本文采用了基于LLC定频的控制方案:LLC采用定频控制,直接采用LLC变换器的输出电压,根据平均电流控制法,设计电压电流双闭环控制前级交错并联Boost电路开关管的占空比,同时实现功率因数校正和输出电压的稳定。该控制方案不仅简化了系统的控制结构,还使得LLC级具有最高的效率,从而提升整个系统的效率;在硬件参数设计方面,为提高LLC级的效率,综合考虑软开关条件、系统效率最优等因素对谐振参数进行了优化设计;在软件实现方面,根据对基于LLC定频控制的系统建模以及电流环电压环调节器的设计,完成了电压电流双闭环的程序设计。搭建了功率为1k W的主电路实验平台,控制芯片采用了TI公司的TMS320F2810型DSP控制芯片。实验结果同时实现了功率因数校正和输出电压的快速调节,实验结果与理论分析和仿真结果一致。