小功率ups供电系统设计方案

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1、小功率UPS供电系统设计方案第一章小功率UPS供电系统设计简介UPS是一种向负载提供不间断、优质、高效、可靠的交流电能的重要外部设备，并且具有保护和检测监控功能的供电设备，对于计算机及其网络、通信、金融、电力、交通、国防及高等院校、科研院所等部门的供电起着关键的作用。1.1简介不间断电源是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。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提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当

2、市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。不间断电源工作原理框图24UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在

3、干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。　　在电网电压工作正常时，给负载供电如所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池工给负

4、载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。　　UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70%的额定功率。储能电池容量的选取当负载功率确定后主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。1.2设计目的有的时候，正在写一段文章，或者编一个程序，或者在用画笔画一幅画，突然屏幕一下子黑了—停电了

5、。哎，里面的东西都不见了，白干了半天，连存盘的机会都没有。要是搞科研的科学家也遇到这样的情况，损失就更大了。能不能想个办法，使电脑继续工作，或者在市电停止的时候，机器能在短时间内保持一段时间的电，使人们有机会把已经干完的工作存盘，以便下一次接着工作呢？办法一，买一台发电机，这种方法对于一般用户来说是比较困难的；办法二，买一台UPS，这个方法较为容易实现。24据IDC统计，全部电脑故障的45%是由电源问题引起的；在中国，大城市停电的次数平均为0.5次/月，中等城市为2次/月，小城市或村镇为4次/月，电网存在至少九种问题：断电、雷击尖峰、浪涌

6、、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰；因此从改善电源质量的角度来说给电脑配备一台UPS是十分必要的。另外，精密的网络设备和通信设备是不允许电力有间断的，以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的，即使是一台普通电脑，其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值，因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分必须的。综上所述，设计一个小功率UPS供电系统，来满足对电能质量非严格要求的供电场所如个人家庭用户等的不间断供电需求是非常有必要的。1.3设计要求主要研究小功率UPS的设计原理及简单设计，设计方案采用U

7、PS后备式工作状态，对非严格要求的供电场所提供较为优质的不间断电源系统，防止突然断电而影响正常工作或是给机器造成损害，论文着重对UPS供电设计方案中的整流滤波电路部分、逆变电路部分、蓄电池部分进行介绍和分析，对该UPS小功率的供电系统进行简单的介绍，包括其功能、用途、工作方式等，根据已掌握的知识对小功率UPS供电系统的原理进行分析和简单设计，并且能满足非严格要求的供电场所不间断供电的要求，通过针对UPS的各不同工作方式进行比较分析，并根据设计要求进行方案设计，其电路主要参数：输入电压：单相220V±20%；输入频率：50Hz±5%；输出电

8、压：220V；输出频率：50Hz。24第二章UPS电源分析2.1UPS电源发展历史最早的UPS现在看起来是个非常古怪的东西：采用了非常原始的机械储能方式，是带有一个大飞轮的电动机——发电机组，