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UPS的结构及分类

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UPS又称为不间断电源(Uninterruptible Power Supply),是一种含有储能装置的不间断电源,主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备,提供不间断的电源。

它的基本结构包含整流/充电装置、逆变器、蓄电池、控制电路和电子旁路开关五大部分。

1、整流/充电装置

整流/充电装置的功能是将交流市电转换为直流电,为逆变器提供一个平滑的直流工作电压,同时给电池充电。

2、逆变器

逆变器将整流器或电池送来的直流电,在调制信号的控制下,变换为稳频、稳压、无扰动的交流电,经变压器和输出滤波器向负载供电。

3、蓄电池

蓄电池作为UPS的储能元件,其容量的大小决定了lips后备时间的长短。在交流市电正常时,整流/充电装置提供一个直流浮充电电压,在交流市电不正常或中断时,由它向逆变器提供工作电压,以保证 UPS 电源交流输出的连续性。

4、控制电路

要保证UPS 的正常工作就必须有一个功能完善的控制电路,由它负责控制UPS各部分的工作,其主要功能如下:

一、提供控制整流器的触发信号

二、提供控制逆变器的调制信号

三、电子旁路开关的开通及关断

四、交流市电的监测与跟踪

五、电池的检测,电池的放电低压截止

六、提供过流、过压、过温、短路保护

5、电子旁路开关

UPS电源在进行从交流市电旁路供电到由逆变器供电或从逆变器供电到市电旁路供电的切换操作,是由电子旁路开关来完成的。

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UPS根据其结构和运行原理分为以下三类:

1、被动后备式UPS电源

指逆变器并联连接在市电与负载之间仅简单地作为备用电源使用。此种UPS电源,在市电正常时,负载完全而且是直接地市电供电,逆变器不做任何电能变换,蓄电池由独立的充电器供电;当市电不正常时,负载完全由逆变器提供电能。

被动后备式UPS具有结构简单、价格低廉等优点,运用于某些非重要的负载使用,如家用计算机等。但市电断电时,继电器将逆变器切换至负载,切换时间较长,一般需几个毫秒的间断,所以稍微重要的计算机设备不应选用被动后备式UPS电源。

2、在线互动式UPS电源

指逆变器并联连接在市电与负载之间,起后备电源作用,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。通过逆变器的可逆运行方式,与市电相互作用,因此被称为互动式。此种UPS电源,在市电正常时,负载由经改良后的市电供电,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电,此时逆变器起AC/DC变换器的作用;而当市电故障时,负载完全由逆变器供电,此时,逆变器起DC/AC变换器的作用。

在线互动式UPS具有结构较简单、实施方便、且易于并联、便于维护和维修、效率高、运行费用低、整机可靠性高等优点,性能满足某些负载要求,特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。此种电源缺点是稳压性能不高,尤其动态响应速度低,其次抗干扰能力不强,电路会产生谐波干扰和调制干扰。

3、双变换式UPS电源

指逆变器串联连接在交流输入与负载之间,电源通过逆变器连续地向负载供电。此种UPS电源其供电方式如下:市电正常时,市电经过整流器、逆变器向负载供电;市电不正常时,由蓄电器经逆变器向负载供电。

双变换式UPS是UPS电源的主流产品,具有性能好、电压稳定度与频率稳定度高、功能强、具有热备份连接和并联冗余联结的功能等优点,其不足之处是当容量少于10kVA以下,其整机效率不高,一般在85%左右。

所属栏目: 新能源
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