UPS不間斷電源工作原理

更新時(shí)間：2021-06-04 11:41:59　點(diǎn)擊數(shù)：2578

  UPS不間斷電源當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時(shí)，市電電壓通過(guò)UPS穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，性能好的UPS不間斷電源本身就是良好的交流穩(wěn)壓器，同時(shí)改善電源質(zhì)量；同時(shí)它還對(duì)機(jī)內(nèi)的電池進(jìn)行充電，儲(chǔ)存后備能源；當(dāng)電網(wǎng)電壓異常時(shí)，UPS不間斷電源的逆變器將電池的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能維持對(duì)負(fù)載的供電。在電網(wǎng)供電之間自行切換，確保對(duì)負(fù)載的不間斷供電。而且可以根據(jù)設(shè)備的精密程度來(lái)選擇可承受的切換時(shí)間。

  根據(jù)UPS不間斷電源工作方式不同，從后備式、在線(xiàn)式UPS電源、在線(xiàn)互動(dòng)式幾個(gè)方面了解《UPS不間斷電源工作原理》。

一、后備式UPS不間斷電源

工作原理

  當(dāng)市電正常時(shí)，一路市電通過(guò)整流器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，而另一路市電通過(guò)自動(dòng)穩(wěn)壓器初步穩(wěn)壓吸收部分電網(wǎng)干擾后，再由旁路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)直接提供給用戶(hù)。此時(shí)，蓄電池處在充電狀態(tài)，知道蓄電池充滿(mǎn)而轉(zhuǎn)為浮充狀態(tài)。

當(dāng)電網(wǎng)電壓或電網(wǎng)頻率超出UPS的輸入范圍時(shí)，即在非正常的情況下，交流電的輸入被切斷，充電器停止工作，蓄電池進(jìn)行放電，在控制電路的控制下逆變器開(kāi)始工作，使逆變器產(chǎn)生220V、50Hz的交流電，此時(shí)UPS供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為蓄電池一逆變器繼續(xù)向負(fù)載供電。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、噪聲低、但絕大部分時(shí)間，負(fù)載得到是稍加穩(wěn)壓處理的“低質(zhì)量”正弦波電源。轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)，后備式UPS不間斷電源的逆變器不是經(jīng)常工作的，因此不掌握逆變器的動(dòng)態(tài)狀況，容易形成隱形故障。適合不太重要單臺(tái)PC機(jī)使用。

電路結(jié)構(gòu)

• 充電器。當(dāng)市電正常時(shí)，充電器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電和浮充電。

• 以DC/AC逆變器。當(dāng)時(shí)點(diǎn)存在時(shí)，逆變器不工作；市電中斷時(shí)，由它將直流電（由蓄電池供給）轉(zhuǎn)變成負(fù)荷負(fù)載要求的交流電，電壓波形有方波、準(zhǔn)方波和正弦波3種形式。

• 輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。當(dāng)時(shí)間存在時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)捷通輸入電源，向負(fù)載供電；市電中斷時(shí)，輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)市電回路的同時(shí)接通逆變器，由逆變器繼續(xù)向負(fù)載供電。

• 智能調(diào)壓電路。四點(diǎn)存在時(shí)，智能調(diào)壓電路可用來(lái)調(diào)節(jié)并穩(wěn)定輸出電壓。

二、在線(xiàn)式UPS不間斷電源

工作原理

運(yùn)行模式為“市電和用電設(shè)備是隔離的，市電不會(huì)直接供電給用電設(shè)備”，而是到了UPS就被轉(zhuǎn)換成直流電，再兵分兩路，另一路則轉(zhuǎn)回交流電，供電給用電設(shè)備，市電供應(yīng)品質(zhì)不穩(wěn)或停電時(shí)，電池從充電轉(zhuǎn)為供電，知道市電恢復(fù)正常才轉(zhuǎn)回充電，“UPS在用電的整個(gè)過(guò)程是全程介入的”。其優(yōu)點(diǎn)是輸出的波形和市電一樣是正弦波，而且純凈無(wú)雜訊，不受市電不穩(wěn)定的影響，可供電給“電感型負(fù)載”，只要在UPS輸出功率足夠的前提下，可以供給任何使用市電設(shè)備。

UPS不間斷電源一直使其逆變處于工作狀態(tài)，通過(guò)電路外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡偻ㄟ^(guò)高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計(jì)算機(jī)。在線(xiàn)式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾；在停電時(shí)則使用備用直流電源給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，因此不存在求換時(shí)間問(wèn)題，適用于對(duì)電源有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，在線(xiàn)式UPS電源不同于后備式的一大優(yōu)點(diǎn)是供電持續(xù)長(zhǎng)，一般為幾個(gè)小時(shí)，也有大到十幾個(gè)小時(shí)的。

特點(diǎn)

采用20Hz以上的PWM技術(shù)，具有優(yōu)良的輸出電壓瞬變特性，噪音較小，約為50dB；輸出正弦波的波形失真系數(shù)最小，一般小于3%，轉(zhuǎn)換時(shí)間為零。

三、在線(xiàn)互動(dòng)式UPS不間斷電源

工作原理

在市電正常時(shí)，在線(xiàn)互動(dòng)式UPS不間斷電源供給負(fù)載的是改善了的市電，當(dāng)市電故障時(shí)，負(fù)載完全由蓄電池供給的能力經(jīng)逆變器變換后供電。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源中有一個(gè)雙向，既可以當(dāng)逆變器使用，又可以作為充電器。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS不間斷電源是根據(jù)輸入市電情況通過(guò)升降壓或逆變時(shí)調(diào)整電壓輸出。

特點(diǎn)

在線(xiàn)互動(dòng)式UPS不間斷電源與在線(xiàn)式UPS不間斷電源相比，由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩次變換其功率損失明顯低于在線(xiàn)式UPS不間斷電源，因而效率高，可到95%以上，在市電供電時(shí)過(guò)載能力可達(dá)200%，有較寬的輸入電范圍，噪音低，體積小等。采用可控硅整流，會(huì)對(duì)市電產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波電流，但在線(xiàn)互動(dòng)式UPS在帶線(xiàn)性負(fù)載時(shí)不會(huì)對(duì)市電產(chǎn)生污染。