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UPS电源的工作原理是什么?

2019-03-08 01:50:06 ussantak 4934

UPS即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
  
  分类及原理
  
  按输入输出相数分:单进单出、三进单出和三进三出。
  
  按功率等级分:微型(<3kva)、小型(3kva~10kva)、中型(10kva~100kva)和大型(>100KVA)。
  
  按电路结构形式分:有后备式、在线互动式、在线式等。
  
  按输出波形的不同分:有方波和正弦波两种。
  
  现按电路结构形式分类,分别叙述如下:
  
  1.1 后备式(OFF-LINE或STAND-BY)
  
  1) 原理:
  
  ①市电正常时则市电经稳压后直接输出负载,同时经整流器将交流电转化为直流电给电池充电,此时逆变器不工作。
  
  ②当市电故障时,由电池提供电力,经逆变器输出负载。此切换时间约4-10ms之间。
  
  2)特点:
  
  功率范围:300~2000VA
  
  工作特点:对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载,当输入电源不符合要求时才由电池供电。在绝大多数时间内负载使用的是市电。
  
  优点:结构简单、价格便宜、体积小、噪声低、效率高。
  
  缺点:市电/电池供电转换时间4~10ms,输出精度低、输出波形差、输出波形为方波。
  
  主要应用对象:单台计算机系统的断电保护
  
  1.2在线交互式(HYBIRD)
  
  在线交互式又称混合式或三端口式。
  
  1)原理:
  
  ①市电正常时,市电经稳压后,由转换开关输出负载,同时经整流器将交流电转化为直流电给电池充电,此时逆变器已经激活,但未输出。
  
  ②当市电故障,由电池提供电力,经逆变器输出负载。
  
  2)特点:
  
  功率范围:1~800KVA
  
  工作特点:市电经过整流转换为直流,由逆变器调制出稳定的正弦波。
  
  优点:负载端与市电输入端处于优良的”电隔离“状态之中、输出波形好、输出电压质量高、无论负载突变或负载稳定时均呈现优异的带载特性。
  
  缺点:效率低、成本高
  
  主要应用对象:计算机及网络系统、精密仪器仪表、工业系统的断电保护。
  
  1.3在线式(ON-LINE):
  
  1)原理:
  
  ①当市电正常时,市电经整流器将交流电转变为直流电给电池充电,同时输出到逆变器将直流电转化为正弦交流电,经转换开关输出到负载。
  
  ②当市电输入不正常时,由电池经逆变器输出到负载。
  
  ③当逆变器发生故障或输出功率不足(由于过载、过热等原因)时,转换开关将自动切换至静态旁路由市电继续供电。若旁通是由于过载引起的,UPS将在负载低于100%时,跳回逆变器正常输出。若旁通是由于过热引起的,UPS将在温度低于报警点时跳回正常输出。
  
  2) 特点:
  
  无论是市电供电正常时,还是市电中断由电池逆变供电期间,逆变器始终处于工作状态,这就从根本上消除了来自电网的电压波动和*对负载的影响。
  
  由于平时逆变器与市电以同步方式进行运转,所以逆变器与市电之间经由转换开关自动相互切换的时间均应小于2ms,故其可靠度高,适合电源品质要求较高的场所。