UPS培训原理篇ppt课件.ppt

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1、UPS培训教程--------(二)原理电路篇课程代号:TC13内容简介UPS的基本工作原理UPS中的主要电路基础知识电路分析实例UPS的基本工作原理正弦波输出的后备式UPS工作原理在线式UPS的工作原理正弦波输出的后备式UPS工作原理基本结构技术性能基本工作原理基本结构面板结构该UPS由主控制板、抗干扰自动稳压控制板、末级推挽驱动板及操作面板组成。此外，机内还包含有两个容量为12V-24Ah的免维护密封铅酸蓄电池。操作控制面板上除了蜂鸣器及电源开关外，还有市电正常指示灯（绿灯）、蓄电池供电指示灯、蓄电池充电指示灯等显示及告警装置。原

2、理结构框图该UPS基本电路包括：逆变电路、SPWM电路、充电电路、调整电路、保护及告警电路、转换开关等。基本工作原理工作过程描述市电正常时，UPS采用市电供电；市电不正常时，UPS采用蓄电池组供电方式向负载提供电能。负载供电线路1）市电供电正常UPS采用市电供电方式向负载提供电能，同时50Hz市电分几路进入UPS控制电路：向同步电路提供同步跟踪信号，通过控制电路可使逆变器输出电压、频率及相位与市电同步，保证市电停电时能高速、安全地切换为逆变器供电。经变压后送到切换控制电路，以检测市电的有无及正常与否，最终确定采用哪种工作状态。由于此时

3、市电正常，故切换控制电路送出控制信号使市电供电继电器工作，从而使转换开关切换为市电供电状态，控制面板上市电指示灯常亮；同时，切换控制电路还将控制信号加到正弦脉宽调制器上，使SPWM电路输出为低电平，逆变器停止工作。经过交流极性检测电路去控制内部辅助电源的工作，因为一旦极性接反，易导致UPS机壳带电，故当UPS的交流输入端极性接反时，该控制电路便产生控制信号使UPS内的所有直流辅助电源输出为零，UPS无法启动。经过整流、滤波后对蓄电池组进行充电，并向各控制电路提供+6V、+12V、+24V的直流辅助电源，保证控制电路正常工作。经过自动稳

4、压、抗干扰滤波后，通过转换开关向负载提供一个抗干扰、高质量的正弦交流电源。2）市电供电中断或电网电压低于170VUPS将自动从市电状态转换为逆变器供电状态当市电不正常时，市电—逆变器切换控制电路将产生一个控制信号，该信号切断市电回路，并使转换开关置于逆变器供电状态。UPS内部早已与市电同步的50Hz正弦波信号与来自三角波发生器的频率为8KHz的三角波信号经正弦脉宽调制电路产生一组正弦脉宽调制波，这组脉宽调制波为推挽逆变电路提供触发脉冲。当市电不正常时，市电—逆变器切换控制电路将产生一个控制信号，该信号切断市电回路，并使转换开关置于逆变

5、器供电状态。UPS内部早已与市电同步的50Hz正弦波信号与来自三角波发生器的频率为8KHz的三角波信号经正弦脉宽调制电路产生一组正弦脉宽调制波，这组脉宽调制波为推挽逆变电路提供触发脉冲。逆变器工作指示灯亮，同时蜂鸣器产生周期魏4~5s的间歇叫声。市电—逆变器切换控制电路发出一个控制信号，该信号使蓄电池充电回路停止工作，即在逆变器供电时不对蓄电池充电，从而避免蓄电池能量的不必要消耗。当UPS的负载断开时，空载保护电路发出一个控制信号，该信号使机内所有辅助电源停止工作，迫使逆变器停止工作。在线式UPS的工作原理基本结构结构组成：主要由整流

6、器、逆变器、静态转换开关和后备电池组成。系统框图：整流器：整流器是将输入交流电源转换成直流电源供给逆变器，同时对电池进行充电。最基本的结构是采用全桥整流方式，包括单相和三相整流，如下图所示：单相和三相整流结构各部分功能及其结构说明逆变器逆变器是将整流后的直流电源变换成稳压、稳频、纯净的正弦波交流电源。目前几乎所有UPS的逆变器，特别是大、中功率UPS基本上采用脉宽调制（PWM）技术，结构如下图所示：逆变器工作过程说明：在控制电路中，利用高频三角波作为载波，对标准正弦波进行脉宽调制，产生脉宽随正弦波幅度而相应变化的高频脉冲序列，驱动功率

7、开关管Q1～Q4，推动逆变变压器工作。经变压器功率变换，在次级一侧获得放大了的脉宽调制脉冲序列。然后由逆变变压器T的漏感和交流电容C组成的滤波电路滤除高频载波，还原成正弦波，完成了直流至交流的逆变过程。逆变变压器的作用主要是隔离和电压变换。静态转换开关其作用是在主电源和旁路电源之间，实现不间断地自动转换。工作过程说明：每一路由两个可控硅按相反的极性并接而成。逆变器输出和旁路电源之间可控硅的驱动信号逻辑关系是非逻辑，即始终保持只有一路电源导通。逆变输出的相位一直跟踪旁路电源的相位，在转换过程中不会产生电压跃变。如两路电源存在电压差，也只

8、是细小的幅度变化。转换过程的断电时间实际就是可控硅关闭和开通的时间，属于微秒或纳秒级。而毫秒级的间断才会对负载设备造成影响，所以静态开关的转换是不间断的。后备电池组是后备电源，在主电源和旁路电源都中断时，供电给逆变器。通