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UPS电源的七大部份组成

ups电源由七大部分组成,即输入整流滤波电路、功率因数校正电路、蓄电池组、充电电路、逆变器电路、静态开关电路以及控制、监测、显示及保护电路。

输人整流滤波电路

UPS内部蓄电池、逆变器及控制电路均需要直流电,这就要求UPS内部必须有整流及滤波电路。整流电路主要的功能是:

①将交流电变换为直流电。

②具有输出电压保持能力。

③抑制电网的干扰信号,

整流电路主要有单相不控整流、单相可控整流、三相不控整流和三相可控整流等形式,滤波电路可用一级或多级滤波电路构成,其基本形式是在整流输出端加滤波电容或加电感扼流线圈。滤波器大体上可划分为电容输入或电感扼流线圈输入两种形式。电容输入虽然输出电压高,但它要求变压器输出的峰值电流大,且负载调整率差。扼流线圈形式虽然输出特性好,但它需要较大的扼流线圈且成本较高。因此,目前在UPS中常采用电容、电感组成的C滤波器。

功率因数校正电路

ups不间断电源中,一般由交流市电输入整流,整流后大都采用大容量的电容器进行滤波(在UPS中还并联有蓄电池),这就在电容器充电期间形成了脉冲电流。该电流峰值很高,由于电流波形畸变会导致功率因数下降,并产生高次谐波电流形成的噪声源,反过来会对电网造成干扰。功率因数校正电路的作用就是提高功率因数,降低谐波干扰,使电网输入电流成为与输入电压接近同相位的正弦波。

蓄电池组

蓄电池组是UPS的心脏,没有蓄电池组的UPS只能称作交流稳压稳频电源。目前在UPS中,广泛使用蓄电池作为储存电能的装置。当市电正常时,蓄电池由直流电源对其充电,将电能转化为化学能;当市电供应中断时,UPS用储存在蓄电池中的能量维持其逆变器的正常工作,此时蓄电池通过放电将化学能转化 为电能提供给UPS使用,因此蓄电池是一种可逆电源。目前市场UPS中广泛使用的是维护密封式铅酸蓄电池。价格也相对较贵,对于长延时UPS而言,蓄电池的成本甚至超过UPS主机的成本。由此可见,正确地使用并维护好蓄电池组,以延长蓄电池使用寿命关系极大,要正确的使用蓄电池,一般寿命在3-5年,在使用得当的情况下可达更长的年份。

充电电路

UPS中的充电电路将蓄电池放电后损失的能量重新补充,一般充电电路是独立于逆变器而工作的,也就是说即使不用逆变器,只要将电源接通,充电电路就可以工作。在充电过程中,充电器的控制电路检测整流充电过程,一般在充电阶段是恒流充电过程,随着电池的上升,当蓄电池的电压达到浮充电压以后,充电器工作在恒压阶段,直到电池被充满。因此,充电电路的反馈回路一般有两个,一个作为电流反馈,别一个是电压反馈。主电路一般采用开关型电路,其类型一般有降压电路和升压电路两种。这些电路称为基本充电电路。为了减少充电时间,各种快速充电电路在UPS中也得到了应用。

逆变电路

UPS逆变器的功能是将同市电整流所得的直流电压或蓄电池电压变换成交流电压,在后备式UPS中其逆变器输出波形一般为准方波,而在线式UPS中其逆变器输出多为正弦脉宽调制波(SPWM),该波形经LC低通滤波器滤波得到标准正弦波。

     静态开关电路

静态开关是UPS的保护设备和供电转换器件,它一方面保护UPS和负载,另一方面作为市电旁路供电和逆变器供电的转换器件。当UPS输出过载时,为了保护逆变器,当市电正常时UPS静态开关将输出同逆变器转换到市电;当逆变器出现故障时,为了保证负载不断电,UPS输出也通过静态开关输出切换到市电。由于UPS内部一般都有同步锁相电路,同时静态开关转换时间较短,因此在转换过和中不会出现间断。小型UPS一般采用快速断电器作为静态开关,大中型UPS则采用一对反向并联的快速可控硅作为静态开关。 

控制、监测、显示及保护电路

      控制电路是UPS的神经中枢,其输出电压精度高低、波形失真度大小以及长期工作可靠性的高低均与控制电路密切相关。控制电路主要有SPWM产生电路、闭环调压电路、同步锁相电路等。为了使UPS可靠工作,它应具有较为完善的保护电路,一般 UPS都具有电池电压过低自动保护电路、逆变器输出过载或短路自动保护电路,逆变器过压输出自动保护电路、市电输入电压过高自动保护电路、UPS延迟启动自动保护电路等保护电路。为了随时掌握和了解UPS工作状态和运行情况,UPS一般还设有监测电路,显示电路及报警电路。    

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