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1、UPS技术现状及发展动态山西电子技术2007年第1期综述UPS技术现状及发展动态王清雷升印(武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070)摘要:在我国高尖端科技迅猛发展的推动下,一些重要系统,重要部门如航空,国防,通信等重要领域对供电质量提出了越来越高的要求.为解决我国目前电网的实际状况,不间断电源(UPS)成为了人们关注的焦点.正逐步渗透到国民经济的各个领域.就此详细介绍了UPS的分类,工作原理和维护,最后对UPS的最新发展动态作了预测.关键词:不间断电源;维护;发展中图分类号:TN86文献标识码:A0引
2、言随着计算机网络技术,全球化通信技术和高精尖的精密加工工业的发展,对电源的要求越来越高.而UPS(Uninter—ruptiblePowerSupply)可向用户的负载提供纯净,稳压,无频率突变(稳频),抗干扰和波形失真极小的全天候高质量正弦波,满足了用户对电源高质量,高可靠性的需求.UPS不间断电源要完成的主要任务是向用户的关键设备,如互联网的数据中心,银行的清算中心和通存通取网控系统,证券交易及期货贸易系统等提供高质量的,无时间中断的交流电源.随着网络应用的逐渐普及,特别是互联网规模的日趋扩大,UPS在
3、网络与电子商务飞速发展的年代里迎来了它的黄金时期.与此同时对UPS自动化,智能化和网络化的要求也越来越高,这种需求为UPS的蓬勃发展奠定了基础,并为Ps提供了广阔的使用空间.1UPS种类UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备.当市电正常输人时,UPS就将市电稳压后供给负载使用,同时对机内电池充电,把能量储存在电池中;当市电中断(事故停电)或输人故障时,UPS将机内电池的能量转换为220V交流电继续供负载使用,目前市场上供应的UPs电源设备种类较多,输出功率范围为7o0VA～
4、3o00kⅥUPS.按工作模式可分为后备式,在线式和在线互动式三大类,按其输出波形又可分为方波输出和正弦波输出两种.1.1后备式Ps(0ffline)后备式UPS在外电电网电压正常时,逆变器只处于备用状态,UPS对外电没有进行转换,电流在内部分为两路,一路给蓄电池充电,另一路直接输出给负载使用,即Ps的输出电压也就是外电输人电压,只有当外电电网异常时,才把蓄电池组电源经过逆变器转变后提供给负载.收稿日期:2006—09—15第一作者王清女26岁硕士1.2在线互动式UPS(Line-Interactive)在
5、线互动式UPS是一种界于后备式和在线式之间工作方式的UPS.当市电在规定电压范围内时,不作调节直接输出至用电设备,如同一台后备式UPS,当市电高于或低于正常范围时,启动升压或降压功能,并且不使用蓄电池供电,直到市电过低,过高而不可调或市电停电时,才使用蓄电池供电.1.3在线式Ps(0nline)在线式UPS不论市电是否正常,它的逆变器始终处于工作状态,市电输入后被UPS转换成直流电压,再被逆变器转换成交流电输出,并同时给蓄电池充电.这种UPS能将市电隔离,市电正常时,过滤市电,供给负载纯净的电源;市电不正常
6、或发生故障时,以蓄电池为输入电源继续向负载供电,保证负载连续不断地稳定工作,其切换时间为零秒.2UPS基本工作原理不论UPS的结构如何,一个UPS基本功能单元为:整流器部分,升压部分,逆变器部分,控制部分及电池部分(见图1).现以在线式UPS为例来介绍UPS基本工作原理.维护通道图1在线式uPs基本工作原理图UPS主要功能是提供稳定的电源,所以按照供电渠道来划分UPS为市电模式,电池模式,旁路模式,维护模式四个部分,分别对应如下四种工作模式:第1期王清,等:UPS技术现状及发展动态931)市电模式是ⅦPs正
7、常工作的状态,ⅦPs将输入的市电经过整流(AC~DC),升压(DC~DC),逆变(DC~AC)后转变成稳定可靠的电源输出,工作示意流程如下:市电一隔离变压器一输入EMI一整流电路(AC+Dc)一升压电路(Dc—DC)一逆变电路(DC+Ac)一输出继电器一输出EMl一输出端子一负载.2)电池模式是UPS在市电发生异常(ⅦPs自身工作正常)时的供电状态,工作示意流程如下:电池一电池SCR一升压电路(DDC)一逆变电路(Dc—Ac)一输出继电器一输出EMl一输出端子一负载.3)旁路模式是UPS自身发生异常(市电电
8、压正常)时的供电状态,市电通过向负载供电的同时,经过整流器整流后通过充电器给电池充电.工作示意流程如下:市电一隔离变压器一输人EMI---~STS静态开关一输出EMI一输出端子一负载.4)维护模式是对UPS进行维修时所选择的工作状态,此时负载由市电直接供电,可以对UPS进行维修测试动作.工作示意流程如下:市电一隔离变压器一维护开关一负载.3UPS的维护1)新购置的U】Ps在使用前,应根据产品使用说明书.对其后备蓄
