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寧波市江北區倉儲路218號1幢A105、A106室
UPS電源的主要類別及主要組成部分
2017-10-15

從主電路結構和不間斷供電的運行機制來看,目前技術成熟并已經形成產品的各種UPS主要有四大類:后備式UPS,在線互動式UPS,雙變換UPS,以及雙向變換串并聯補償在線式UPS(Delta變換UPS)。

  UPS通常由輸入整流濾波電路、功率因數校正電路、蓄電池組、充電電路、逆變電路、靜態開關電路、控制檢測見識及保護電路共7個部分組成。


1

輸入整流濾波電路

  UPS中,常用的整流電路有單相不可控和可控整流電路、三相不可控和可控整流電路。濾波器可分為電容輸入或電感輸入兩種。電容輸入濾波器的輸出電壓較高,但要求變壓器輸出的峰值電流較大,且負載調整交叉。電感輸入濾波器的輸出特性較好,但需要較大的扼流圈且成本較高。目前UPS中通常采用電容和電感組成的LC濾波器。

2

功率因數校正電路

  UPS中,交流市電經整流后都采用大容量電容器進行濾波,而且整流電路輸出端還并聯有蓄電池。在電容器或蓄電池充電期間將形成脈沖電流。該電流峰值很高,會產生高次諧波電流并導致功率因數下降,功率因數校正電路可使電網輸入電流變為與輸入電壓同相位的正弦波。

3

蓄電池組

  蓄電池組是UPS的心臟。市電正常時,蓄電池充電,將電能轉化為化學能,并儲藏起來,市電中斷時,UPS蓄電池中電量維持逆變器工作。目前,中小型UPS中廣泛使用閥控鉛酸蓄電池。在長延時(4h或8h)的UPS中,蓄電池的成本甚至超過主機的成本。正確使用蓄電池組,對延長蓄電池的使用壽命只管重要。使用正確,閥控鉛酸電池的壽命可達10年以上。

4

充電電路

  UPS供電系統中,一般充電電路都是獨立工作的,也就是說,即使不使用逆變器,只要將交流電源接通,充電電路就開始工作,在充電過程中,首先采用恒流充電,當蓄電池的電壓達到浮充電壓后,再轉為恒壓充電,直到電池被充足。因此,充電電路一般有兩個反饋回路,一個做電流反饋,一個做電壓反饋。主電路一般采用開關型整流電路。為了縮短充電時間,各種快速充電電路在UPS中也得到應用。

5

逆變電路

  逆變器的作用是將市電整流后的直流電壓或蓄電池電壓變換成交流電壓。在后備式UPS中,逆變器輸出電壓波形一般為準方波;在在線式UPS中,逆變器輸出電壓多為正弦波脈寬調制(SPWM)波形,該波形經LC濾波器濾波后,可得到標準正弦波。

6

靜態開關電路

  靜態開關的作用是保護UPS和負載,并實現市電旁路供電和逆變器供電的轉換。UPS過載時,為了保護逆變器,當市電正常時,UPS通過靜態開關將輸出有逆變器轉換到市電;當逆變器出現故障時,為了保證負載不斷電,UPS的輸出也通過靜態開關輸出切換到市電。由于UPS內部一般都有同步鎖相電路,同時靜態開關轉換時間段,因此在轉換過程中不會出現供電間斷。小型UPS一般采用快速繼電器作為靜態開關,大中型UPS則采用反向并聯的快速晶閘管作為靜態開關。

7

監控、檢測、顯示保護電路

      UPS輸出電壓的精度、波形失真度以及工作可靠性均與控制電路密切相關。控制電路主要有SPWM產生電路,閉環調壓電路、同步鎖相電路等。為了式UPS可靠工作,還應具有較完善的保護電路。一般的UPS中都有電池電壓過低自動保護電路、市電電壓過高自動和UPS延遲啟動自動保護電路等。為了隨時掌握和了解工作狀態及其運行情況,UPS中還設有監測電路、顯示電路及報警電路。


UPS的分類
1

按照功率分類:<5KVA,5-20KVA,>20KVA

2

按照輸入輸出電壓分類:單相UPS,三相UPS

3

按照安裝方式分類:塔式,機架式。

4

按照技術分類:后備,在線互動式,雙變換在線式,Delta變換式。

5

按照結構分:模塊化UPS,固定功率UPS,類模塊化UPS

6

固定功率在線式分類:工頻機,IGBT整流器+傳統逆變器(過渡技術),高頻機



按電路主結構分類
1

后備式UPS

2

在線式UPS

3

串并聯調整式UPS

4

在線互動式UPS


按后備時間分類
1

標準機

2

長效機


按輸入/輸出方式分類
1

單相輸入/單相輸出UPS(小功率UPS)

2

三相輸入/單相輸出UPS(中、大功率UPS)

3

三相輸入/三相輸出UPS(中、大功率UPS)


  對于用戶來說,采用三相供電時市電配電和負載配電比較容易,每一相都承載一部分負載電流。


按輸出波形分類
1

正弦波UPS

2

方波UPS

  不適合帶感性負載,會使方波產生瞬態尖波,從而給UPS和負載設備造成破壞,大多數后備式UPS的輸出波形為方波。


按輸出容量分類
1

微型UPS(輸出功率小于或等于1kVA)

2
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