UPS不间断电源工作原理及应用说明

时间: 2024-06-06 13:10:22 |   作者: 安博体育平台app

  始终向负载提供高质量的交流电源，达到稳压.稳频.抑制浪涌.尖峰.电噪音.补偿电压下陷.长期低压等因素干扰。

  动态式UPS由引擎与发电机组构成，它是靠交流市电驱动交流电动机旋转，从而带动同轴的交流发电机和惯性飞轮同速旋转运行，由发电机向负载供电。市电波动时由于惯性飞轮对短时间的电压突变后干扰无反应，保证了输出电压的稳定；市电断电靠飞轮的惯性将标称电压供电再延长5秒钟，由于保存数据信息。后来发展到内燃机式UPS系统，但这类UPS体积大噪音大.效率低，在目前应用不多。就目前用得最多的，最常用的UPS还是静态式UPS，现在一般讲的UPS也是指静态式UPS，但在概念上还是应分清楚。

  按UPS的工作方式来分，可分为在线（on－line）式UPS和离线（off－line）式UPS。离线式UPS又称后各式UPS，它还可分为正弦波输出、方波输出、带稳压的或不带稳压的。

  （3）UPS的主要组成部分UPS主要由逆变器、蓄电池、整流器／充电器和转换开关等组成。逆变器主要由晶体三极管、变压器和控制回路等组成，其作用是变直流为交流输出，它是UPS的核心部分，UPS的技术性能、质量主要根据它。蓄电池是UPS储能装置。UPS中的蓄电池应拥有非常良好的大电流放电特性，能经得住反复地充放电，寿命要长，目前UPS常用的是免维护密封式铅酸蓄电池。整流器／充电器是把市电变成直流电，为逆变器和蓄电池提供电能的装置。转换开关（静态开关）的作用是通过瞬时的高速检测回路，当市电有干扰或出现大的浪涌时，把UPS迅速转到旁路输出，以保护UPS；它的第二个作用是提供维修通道。对转换开关要求切换时间快、过载能力大。

  （1）后各式UPS后各式UPS是指UPS中的逆变器只在市电中断或欠压失常状态（欠压值约在170V，即UPS投人电压）下才工作，向负载供电，而平时逆变器不工作，处于各用状态。

  图1为后各式UPS电能流程图。市电供电正常时，市电一方面直接通过交流旁路支路转换开关，经滤波器输出至负载；另一方面通过电源变压器，经整流后变成直流电，再经充电回路向蓄电池组充电。当市电供电中断时，蓄电池储存的电能通过逆变器变成交流电，经滤波器继续向负载供电。

  

  a．与后各式正弦波输出的UPS一样，该线路中采用抗干扰式分级调压稳压技术，当市电在180～250V之间变化时，它的稳压精度在5％～10％；市电中断时，逆变器对负载提供∵个稳定度在±5％、无干扰的方波电源。

  b．方波输出的后备式UPS的控制线路中未采用与市电同步的技术，其切换时间相应比正弦波输出的后各式UPS要长一些，约4～9ms。

  a．在线式UPS都为正弦波输出，其最显著的特点是实现了对负载的真正不间断供电。

  b．在线式UPS实现了对负载的抗干扰供电。因为在线式UPS无论由市电或蓄电池对负载供电，都要通过逆变器进行，这就可能从根本上消除来自市电电网上的所有电压波动和电干扰对负载的影响，UPS始终向负载提供一个稳压稳频的高质量交流电源。而且，在线式UPS的正弦失真系数最小。

  USP是Uninterruptable Power Supply的英文缩写，翻译成中文就是不间断电源的意思，能常能接触的就是在计算机的应用当用，保护意外断电数据丢失的一种备用电源设备，可以在交流电断开的情况下，提供一定的时间供电以使安全关机．在网络上的解析是这样的:

  c．与后各式正弦波输出的UPS一样，它的输出端零、火线是固定的。使用时，交流输入端的极性应符合出厂规定。

  d．不能接像日光灯那类性质的负载，否则会达不到机器的出厂指标，或损坏UPS本身。并且，它不可以进行频繁的关闭和启动。UPS关机后，如立即再启动，它就异常工作，此时无电压输出且蜂鸣器长鸣，称为启动失败。所以，关机后，如需重新开机，要等6s以上时间。

  （2）在线为在线式UPS电能流程图。市电供电正常时，市电经过电源变压器、整流器后，一路经逆变器、滤波器输出至负载；另一路经充电回路向蓄电池组充电。当市电中断，蓄电池组端电压低于设定值或逆变器故障时，市电就通过旁路支路经转换开关、滤波器向负载供电。由此可见，不管市电正常或中断，在线式UPS的逆变器总是在工作。

  正弦波输出的不间断电源的输出电压波形畸变度与负载量之间的关系没有方波输出UPS电源那样明显，带负载能力相对来说比较强，并能带微电感性负载。

  不管那种类型的UPS电源，当它们处于逆变器供电状态时，除非迫不得已，一般不要满载或超载运行，否则会使UPS电源的故障率明显增多。

  UPS是英语ower Supply的缩写，译为不间断电源。由20世纪60年代的旋转发电机发展到目前的具有一定智能化程度的静止式全电子电路，它也是随着电子技术特别是功率器件和自动控制技术的快速的提升而日趋成熟的。其基本功能是：

  在线式不间断电源与后备式不间断电源相比，在线式不间断电源的供电质量明显优于后备式不间断电源，因为它能轻松实现对负载的稳频、稳压供电，且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。

  方波输出的不间断电源带负载能力差(负载量仅为额定负载的40～60％)，不能带电感性负载。如所带的负载过大，方波输出电压中包含的三次谐波成份将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。

  动态式UPS因应用较少，所以在人们通常所指的UPS大都指静态式UPS。静态式UPS根据供电方式可分为在线式（ON-LINE），后备式（或称离线式，OFF-LINE/BACK-UP）及线上交互式（LINE-INTERACTIVE）三类。

  真在线式UPS电源的定义是：当输入，负载和UPS本身都正常工作时，UPS电源将输入的交流市电先通过整流器变成直流电，然后通过逆变器将直流电逆变成交流电，输出标准的稳定的纯净的正弦波电源，也即在一切都正常的情况下，负载得到的是由逆变器输出的高质量的正弦波电源。

  c．与后各式UPS相比，在线式UPS具有优良的瞬时特性时，它在100％负载加载或减载时，其输出电压的变化小于4％，时间约10～40ms。

  a．一般后各式正弦波输出的UPS电路中均采用抗干扰式分级调压稳压技术，当市电在180～250V的范围内时，能输出一个具有抗干扰的稳压的正弦波电压。

  摘要：本文介绍了UPS电源系统的基本组成，原理及特点，并对如何对其全面、完善维护做了详细的阐述。

  Uninterruptable Power Supply --不间断电源具有备用电池或备用发电机和自动控制器的电源，能保证在主电源中断时连续供电

  c．其输出端的零线和火线是固定的，是因为UPS中市电供电或逆变器对负载供电都是由同一电源变压器来完成。所以用户在连接这种UPS时，应符合厂家的规定。后各式正弦波输出的UPS都有零、火线判错电路，一经发现输人端零、火线与UPS要求的不一致，UPS会自动保护，没有输出。还需指出的是，后各式UPS中220V输人的零线就是UPS控制线路的地线。

  其输出功率从500VA～3000KVA不等。UPS电源按其工作方式可分为后备式UPS和在线式UPS两大类；而按其输出波形又可分为方波输出UPS和正弦波输出UPS两种。

  后备式UPS电源的优点是：运行效率高、噪音低、价格相对便宜，一般适用于市电波动不大，对供电质量发展要求不高的场合。

  后备式不间断电源的定义是：当输入，负载及UPS本身都正常工作时，UPS仅仅是将市电做简单的升压，降压和滤波处理，然后直接输出给负载使用，只有当输入电源不符合标准要求时，UPS才将电池的直流逆变成交流电，输出给负载使用。也即，在大部分时间，负载使用的是输入电源本身或经过简易地处理的输入电源。

  互动式不间断电源的定义是：当市电电源在约150~264伏的范围内，它向用户更好的提供经铁磁谐振稳压器或经变压器抽头调压处理的一般市电电源（这就从另一方面代表着：来自一般市电电网的频率波动，由“谐波污染”而形成的高波形畸变度及从电网串入的干扰等所困扰的低质量电源就是用户所实际使用的交流电源）对于这种UPS来说，仅仅当市电电源电压低于150伏或高于264伏左右时，它才有机会向用户更好的提供真正的“UPS逆变器高质量的正弦波”电源。