UPS的原理与应用(一)

详细内容

摘 要：重点介绍了UPS的类型、特点、组成及工作原理，并探讨了UPS的使用与维护。
关键词：UPS；原理；应用
简介
UPS主要是它可以保障计算机系统在停电之后可以继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致在停电后而丢失数据、影响生产和工作。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响装置正常生产和工作，给计算机造成损害，影响装置生产；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。
1 UPS的类型、特点、组成及工作原理
1.1 UPS的类型
通常设备根据电源可靠性、功能要求、使用方便等要求，尽可能经济的选择UPS。根据不同负荷特性选择不同类型UPS。从实用性、选择方便易行、工作方式出发，UPS可分三类后备式、双变换在线式、在线互动式三大类。
1.2 UPS的特点
1.2.1备式UPS电源特点
（1）市电利用率高，可达96%。（2）输出能力强，对负载电流波峰因数、浪涌系数、输出功率因数、过载等没有严格的限制。（3）输出转换开关受切换电流能力和动作时间限制。（4）输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质。
1.2.2在线互动式UPS电源特点
（1）市电利用率高，可达98%。（2）输出能力强，对负载电流波峰因数、浪涌系数、输出功率因数、过载等没有严格的限制。（3）输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质。（4）变换器直接接在输出端，并处于热备份状态。对输出电压尖峰干扰有抑制作用。（5）输入开关存在断开时间，致使UPS输出仍有转换时间，但比后备式小得多。（6）变换器同时具有充电功能，且其充电能力很强。
1.2.3双变换在线式UPS电源特点
（1）不管有无市电供应，负载的全部功率都由逆变器提供，保证高质量的电力输出。（2）由于全部负载功率都由逆变器提供，因而UPS的输出能力不理想，对负载提出限制条件，如负载流峰值因数、过载能力、输出功率因数等。（3）对可控整流器还存在输入功率因数低，无功损耗大，输入谐波电流对电网产生极大的，当然，若使用IGBT－PWM－DSP整流技术成功率因数校正技术，可把输入功率因数提高到接近1。
1.2.4双逆变电压补偿在线式UPS电源
此项技术是近些年提出来的，主要是把交流稳压技术中的电压补偿原理应用到UPS的主电路中，产生一种新的UPS电路结构型式，它属于串并联功率传输。
（1）逆变器（II）监视输出端，并与逆变器（I）参与主电路电压的调整，可向负载提供高质量的电能。（2）市电掉电时，输出电压不受影响，没有转换时间；当负载电流发生畸变时，由逆变器（II）调整补偿，因而是在线工作方式。（3）当市电存在时，逆变器（I）与（II）只对输入电压与输出电压的差值进行调整与补偿，逆变器只承担最大输出功率的20%，因而功率余最大。过载能力强。（4）逆变器（I）同时完成对输入端的功率因数校正功能。输入功率因数可达到0.99，输入谐波电流＜3%。（5）在市电存在时，由于两个逆变器承担的最大功率仅为输出功率的1/5，因此整机效率可达到96%。（6）在市电存在时，逆变器（II）功率强度仅为额定值的1/5，因此功率器件的可靠性必然大大幅度提高。（7）由于具有输入功率因数补偿，因而有节能效果。