【48812】UPS的电路结构及功用特色

  1、 后备式是中止式UPS的开始方式，因为应用得早，用得广泛，因此技能和产品都是很老练的，图（一）中电路各环节的功用为：

  充电器：市电存在时，对蓄电池充电并浮充，如果是长延时UPS，就要求它有较强的充电才能，或许外加相应容量的附加充电器。

  DC-AC逆变器：市电存在时，逆变器不作业；市电掉电时，由它将直流电压（电池供应）变成契合负载要求的沟通电压，电压波形有方波、准方波、正弦波三种方式。

  输出转化开关：市电存在时，接通输入电源向负载供电；市电掉电时，断开电网，接通逆变器，持续向负载供电。 智能调压：市电存在时，可调理安稳输出电压。

  当市电存在时，输入功率因数和输入电流谐波取决于负载电流，UPS自身不 产生附加输入功率因数和谐波电流失真；

  当市电存在时，输出才能强，对负载电流波峰系数、浪涌电流系数、输出功率因数、过载等没有严格地约束；

  市电掉电时，输出有转化时刻,一般可做到4ms左右,足以满意负载要求；

  当市电存在时，整机要靠附加滤波电路进步UPS双向抗搅扰功用；

  因为输出有转化开关，受切换电流才能和动作时刻的约束，UPS输出功率做大有必定困难，当时面市的后备式UPS多在2KVA以下。

  2、 在线互动式的在线含义是逆变器处于热备份情况，一同统筹了对电池充电的功用，进步了后备式UPS的功率容量，减小了市电掉电时的转化时刻，进步了对输出电压的滤波效果。

  输入开关：当市电掉电时（指电网失压），断开开关，避免逆变器向电网馈电；

  DC/AC逆变器：此逆变器可双向逆变，当市电存在时，逆变方向是AC- DC, 给电池充电并浮充；市电掉电后，逆变方向为DC-AC，由电池供电，坚持UPS持续向负载供电。

  当市电存在时，输入功率因数和输入电流谐波成份取决于负载 电流，UPS本 身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真；

  当市电存在时，输出才能强，对负载电流峰值系数、浪涌电流系数、输出功率 因数、过载等没有严格地约束；

  市电掉电时，因为输入开关存在开断时刻，至使UPS输出仍有转化时刻，但比后备式要小；

  市电存在时，因为逆变器直接接在输出端，而且处在热备份情况，对输出电压尖峰搅扰有滤波效果；

  逆变器一同有充电功用，省掉了后备式UPS的附加充电器，其充电才能要比附加充电器强的多，当要求长延时供电时，无须再添加机外充电设备；

  因为逆变器与输出直接接在一同，没有转化开关的约束，所以输出功率可进步到5-10KVA。

  为了进一步改进在线互动式的功用，可在输入开关和智能调压之间串接一个电感，意图是当市电掉电时，逆变器可当即向负载供电，因为串联电感对逆变输出反应到电网的电流有很强的抑制效果，避免了输入开关未断开时短路逆变器输出的风险，这样做能够使在线互动式的转化时刻减小到零，使其彻底具有双逆变在线式的转化功用，一同还添加了整个UPS的抗搅扰的才能。可是，这样做却带来了下降UPS输入功率因数的不良后果。

  当时，绝大多数在线式，特别是大功率在线式UPS，大都采用了双逆变电路结构，图（三）中电路各环节功用如下：

  逆变器（Ⅰ）：该逆变器为AC-DC单向逆变，当市电存在时，它完成对电池的充电，并经过逆变器（Ⅱ）向负载供电，该逆变器多为整流或可控整流电路；

  逆变器（Ⅱ）：该逆变器为DC-AC单向逆变，当市电存在时，它由逆变（Ⅰ）获得功率后再送到输出端，并确保向负载供给高质量的电源；当市电掉电时，由电池经过逆变器（Ⅱ）向负载供电；

  旁路开关：平常处在断开情况，当逆变电路呈现毛病，或许当负载有冲击性（例如发动负载时）或毛病过载时，逆变器中止输出，旁路开关接通，由电网直接向负载供电，旁路开关多为智能型的功率容量很强的无触点开关。

  因为不论市电有无，负载的悉数功率都由逆变器给出，所以能向负载供给高质量的电源，例如输出电压安稳精度、频率安稳度、输出电压动态呼应、波形失真度等目标，都是比较高的；

  因为不论市电有无，悉数负载功率都由逆变器供出，UPS的功率余量有限，输出才能不抱负，所以对负载提出约束条件，例如输出电流峰值系数（一般只到达3:1）、过载才能、输出功率因数（一般为0.8）、输出有功功率小于标定的KVA数，敷衍冲击性负载的才能等；

  因为逆变器（Ⅰ）多为整流电路，对电网构成电流谐波搅扰，输入功率因数低，经滤波后，最小的谐波电流成份在10%左右，而输入功率因数只要0.8左右，如果在逆变器（Ⅰ）中使用功率因数校对技能，则可把输入功率因数进步到挨近1，输入电流谐波成份也会大幅度下降；

  4、 双逆变电压补偿在线式技能是由美国APC Silcon首要提出并在三相大功率UPS中构成产品的，同样是双逆变电路结构，同样是在线作业，可是，因为它成功地把沟通稳压技能中的电压补偿原理用到了UPS的主电路中，相对双逆变在线式UPS，Silcon DP300E系列大功率UPS在习惯电网环境而且不搅扰损坏电网、在输出才能和可靠性等多项UPS首要目标方面都有了新的打破。APC Silcon称此电路结构为Delta逆变技能。

  逆变器（Ⅰ）：它是一组DC-AC和AC-DC双向逆变器，它的输出变压器（高 频）的付边串联在UPS主电路中，其功用有三个：

  第二：与逆变（Ⅱ）一同，完成对输入电压的补偿，当输入电压高于输出 电压额定值时，逆变器（Ⅰ）吸收功率，反

  极性补偿输入输出电压的差值，当输入电压低于输出电压额定值时，逆变器（Ⅰ）输出功率，正极性补偿输入输出电压的差值；

  逆变器（Ⅱ）：该逆变器同样是DC-AC和AC-DC双向逆变器，它的功用有四个：

  第三：随时监测输出电压，确保输出电压的安稳，对输出电压波形失真和输出电流谐波成份进行补偿，使其不对电网产生影响；

  第四：当市电掉电时，悉数输出功率由逆变器（Ⅱ）给出，而且确保输出电压不间断，转化时刻为零。

  图（五）是双逆变电压补偿在线式UPS在各种情况下电流和功率传输示意图（这儿假定UPS功率为100%）

  因为逆变器（Ⅱ）随时监督操控输出电压，并经过逆变（Ⅰ）参加主回路电压的调整，所以不论市电有无，都能够向负载供给高质量的电源，例如输出电压安稳度、频率安稳度、输出电压动态呼应、波形失真等目标，都是比较高的。

  市电掉电时，输出电压不受呼应，没有转化时刻。而且，当负载电流产生畸变时，也由逆变器（Ⅱ）调整补偿掉，所以是典型的在线作业方式。

  当市电存在时，逆变器（Ⅰ）和（Ⅱ）只对输入电压与输出电压的差值做调整和补偿，逆变器承当的上限功率（当输入电压处于上限和下限时）仅为输出功率的20%（相当于输入电压改变规模），所以功率强度很小（1/5），功率余量大，这就大大增强了UPS的输出才能，与双逆变在线式比较，过载才能增强（200%,1分钟），不再对负载电流波峰系数予以约束，可沉着地抵挡冲击性负载，不再对负载功率因数进行约束，输出有功功率能够等于标定的KVA值。

  逆变器（Ⅰ）一同完成了对输入端的功率因数校对功用，使输入功率因数等于1，输入谐波电流降到3%以下。

  在市电存在时，因为两个逆变器承当的上限功率仅为输出功率的1/5，所以整机功率在很大的功率规模内都可到达96%。

  在市电存在的情况下（UPS接连运转时刻的99%是有市电的），逆变器功率强度仅为规划值（逆变器Ⅱ）的1/5，所以元器件甚至整机的寿数和可靠性必定大幅度提高。

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