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UPS电源的主要类别及主要组成部分

编辑:北京恒泰鑫隆科技有限公司时间:2018-11-27

从主电路结构和不间断供电的运行机制来看,目前技术成熟并已经形成产品的各种UPS电源主要有四大类:后备式UPS,在线互动式UPS,双变换UPS,以及双向变换串并联补偿在线式UPS(Delta变换UPS)。

UPS通常由输入整流滤波电路、功率因数校正电路、蓄电池组、充电电路、逆变电路、静态开关电路、控制检测见识及保护电路共7个部分组成。

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输入整流滤波电路

UPS中,常用的整流电路有单相不可控和可控整流电路、三相不可控和可控整流电路。滤波器可分为电容输入或电感输入两种。电容输入滤波器的输出电压较高,但要求变压器输出的峰值电流较大,且负载调整交叉。电感输入滤波器的输出特性较好,但需要较大的扼流圈且成本较高。目前UPS中通常采用电容和电感组成的LC滤波器。

2

功率因数校正电路

UPS中,交流市电经整流后都采用大容量电容器进行滤波,而且整流电路输出端还并联有蓄电池。在电容器或蓄电池充电期间将形成脉冲电流。该电流峰值很高,会产生高次谐波电流并导致功率因数下降,功率因数校正电路可使电网输入电流变为与输入电压同相位的正弦波。

3

蓄电池组

蓄电池组是UPS的心脏。市电正常时,蓄电池充电,将电能转化为化学能,并储藏起来,市电中断时,UPS蓄电池中电量维持逆变器工作。目前,中小型UPS中广泛使用阀控铅酸蓄电池。在长延时(4h或8h)的UPS中,蓄电池的成本甚至超过主机的成本。正确使用蓄电池组,对延长蓄电池的使用寿命只管重要。使用正确,阀控铅酸电池的寿命可达10年以上。

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充电电路

UPS供电系统中,一般充电电路都是独立工作的,也就是说,即使不使用逆变器,只要将交流电源接通,充电电路就开始工作,在充电过程中,首先采用恒流充电,当蓄电池的电压达到浮充电压后,再转为恒压充电,直到电池被充足。因此,充电电路一般有两个反馈回路,一个做电流反馈,一个做电压反馈。主电路一般采用开关型整流电路。为了缩短充电时间,各种快速充电电路在UPS中也得到应用。

5

逆变电路

逆变器的作用是将市电整流后的直流电压或蓄电池电压变换成交流电压。在后备式UPS中,逆变器输出电压波形一般为准方波;在在线式UPS中,逆变器输出电压多为正弦波脉宽调制(SPWM)波形,该波形经LC滤波器滤波后,可得到标准正弦波。

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静态开关电路

静态开关的作用是保护UPS和负载,并实现市电旁路供电和逆变器供电的转换。UPS过载时,为了保护逆变器,当市电正常时,UPS通过静态开关将输出有逆变器转换到市电;当逆变器出现故障时,为了保证负载不断电,UPS的输出也通过静态开关输出切换到市电。由于UPS内部一般都有同步锁相电路,同时静态开关转换时间段,因此在转换过程中不会出现供电间断。小型UPS一般采用快速继电器作为静态开关,大中型UPS则采用反向并联的快速晶闸管作为静态开关。

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监控、检测、显示保护电路

UPS输出电压的精度、波形失真度以及工作可靠性均与控制电路密切相关。控制电路主要有SPWM产生电路,闭环调压电路、同步锁相电路等。为了式UPS可靠工作,还应具有较完善的保护电路。一般的UPS中都有电池电压过低自动保护电路、市电电压过高自动和UPS延迟启动自动保护电路等。为了随时掌握和了解工作状态及其运行情况,UPS中还设有监测电路、显示电路及报警电路。


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