在线式UPS的组成与原理.pdf

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1、电力专用在线式UPS的组成与原理ThecompositionandprincipleofOn-lineUPS摘要：UPS（UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。它主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。本文主要探讨了电力专用在线式UPS的组成、工作

2、原理和工作方式，并详细阐述了APFC和LLC的电路拓扑，最后给出了实验结果。关键字：UPS；电力供应；APFC；LLCAbstract：UPS(uninterruptiblepowerSystem/Uninterruptiblepowersupply),uninterruptedpowersupply,isapowersystemequipmentthatconvertsthedirectcurrentintomainssupplyandisconnectedwithbattery(lead-a

3、cidfreemaintenancebattery)andhostcomputer.Itismainlyusedtoprovideastableanduninterruptedpowersupplyforasinglecomputer,computernetworksystemorotherpowerelectronicdevicessuchassolenoidvalves,pressuretransmitters,etc.Thispapermainlydiscussesthecompositi

4、on,workingprincipleandworkingmodeofOn-lineUPS,andexpoundsthecircuittopologyofAPFCandLLCindetail,andfinallygivestheexperimentalatthelast.Keywords：UPS;powersupply;APFC;LLC1.引言随着科技的发展，各种用电设备应运2.电力专用在线式UPS的结而生。一方面，这些设备大多是非线性负载，运行时会对电网造成极大的谐波危害；构及工作原理另一方面

5、，如服务器，数据中心，通信基如图1.1所示，电力专用在线式UPS站等，不仅要求24小时连续供电，更是对结构主要是DC/DC，APFC，DC/AC，静电源信号的幅值，频率有着很高的要求。态开关及输入和输出EMI滤波器6部分组在这样的背景下，UPS（Uninterruptible成[2]-[4]。输入分为三路，即交流输入，旁PowerSupply），即不间断电源应运而生。路输入和直流输入。当交流输入正常时，UPS按工作原理分成后备式、在线式与在交流输入通过APFC变换为直流电压，再线互动式三大类[1

6、]。而电力专用UPS是针由DC/AC变换器逆变为正弦波给负载供对中国电力的发展需求，专为发电厂、变电。当交流输入发生断电或者过欠压等情电站、配电所设计的电源产品。本文介绍况时，直流输入通过DC/DC变换器升压，的是电力专用在线式UPS。经DC/AC逆变为正弦波。当DC/AC变换器发生故障时，静态开关切换到旁路，UPS由旁路给负载供电。交流旁路市电输入交流2010000020100000静态开关输出1EMI滤EMI滤APFCDC/AC波器波器交流防接反装输出2DC/DC置变换器直流输入图2.1电力

7、专用在线式UPS的结构3.电力专用在线式UPS的硬3.2DC/DC部分件电路DC/DC采用LLC拓扑结构。LLC拓扑具有软开通的特点，MOS管电压应力3.1APFC部分小，变换效率高的优点[6]。输出采用正负APFC部分采用boost拓扑，UC3854bn母线的方式。主功率电路如图3.2所示。控制芯片控制，能够做到满载时PF值大3.3DC/AC部分原理图于0.99。输出采用正负母线的方式[5]。主逆变部分采用半桥的拓扑结构，如图功率电路图如图3.1所示。3.3所示。D1Vbus+CBVbus-L

8、D2LinQN图3.1APFC主功率原理图图3.2LLC原理图图3.3逆变部分原理图2通道（蓝色）为逆变输出电流。4.实验及结果4.2旁路逆变切换实验4.1负载动态响应实验旁路逆变切换时的波形如图4.3和4.4负载改变时的波形如图4.1和4.2所所示其中1通道（黄色）为输出电压，2示，其中1通道（黄色）为逆变输出电压，通道（蓝色）为为输出电流。图4.2负载8A切换到2A图4.1负载2A切换到8A4.总结本文主要介绍了电力专用在线式UPS的原理，并附上了实验结果。实验结果表明当负载突变时，电压能够