菲尼克斯PhoenixQUINT4-CAP/24DC/5/4KJ電源

UPS即不間斷電源(Uninterruptible Power Supply)，是一種含有儲能裝置的不間斷電源。主要用于給部分對電源穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備，提供不間斷的電源。 當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS 設(shè)備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)。

不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接，通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給單臺計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。 不間斷電源廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運(yùn)、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報(bào)警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)、移動(dòng)通訊、太陽能儲存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護(hù)系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。

典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖1所示，它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼髌骱统潆娖鳎约鞍阎绷麟娫僮優(yōu)榻涣麟姷哪孀兤?，電池在交流電正常供電時(shí)貯存能量且維持在一個(gè)正常的充電電壓上，一旦市電供電中斷時(shí)，蓄電池立即對逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓。下面幾種簡圖示意了UPS的各種工作情況(以在線式UPS電源為例)。  

（1）市電在UPS所允許的范圍內(nèi)正常供電時(shí)，粗線描繪了電源能量的流向。  

（2）主電源故障即市電被切斷后，電源將瞬間改由逆變器提供能量。  

（3）當(dāng)所帶負(fù)載過大或電源內(nèi)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，UPS將打開旁路由主電源直接供電，。  

連接方式

（1）單臺UPS電源能夠供給全部負(fù)載，連接圖如系統(tǒng)的原理圖，連接方法較簡單。  

（2）總負(fù)載功率需要二臺或更多臺UPS電源供給，這種連接方式稱作并聯(lián)無備份方式。  

（3）二臺或二臺以上UPS電源其總?cè)荼蓉?fù)載總?cè)萘恳?，但該系統(tǒng)比負(fù)載總?cè)萘勘仨毝嘁慌_UPS電源的容量，任何一臺UPS電源故障時(shí)，其余仍能供給全部負(fù)載，如圖6所示。這種連接方式稱作并聯(lián)有備份方式。  

（4）整個(gè)UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，市電將UPS電源脫開，直接接通負(fù)載，且不影響UPS電源系統(tǒng)的維修，這種線路設(shè)計(jì)如圖7所示。  

當(dāng)UPS電源系統(tǒng)*時(shí)，維修開關(guān)打開，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)閉合；當(dāng)UPS電源系統(tǒng)故障時(shí)，維修開關(guān)閉合，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)打開。這樣，保證了用電負(fù)載的正常工作，而又不影響對UPS電源系統(tǒng)故障的在線維修。

菲尼克斯PhoenixQUINT4-CAP/24DC/5/4KJ電源

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)對電源的要求越來越高UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護(hù)系統(tǒng)。尤其是在電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量不太高、抗干擾的技術(shù)落后，同時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對電源的要求又比較高的情況下，UPS的作用就顯得更加明顯。 

UPS的保護(hù)作用首先表現(xiàn)在對市電電源進(jìn)行穩(wěn)壓，UPS的輸入電壓范圍比較寬，一般情況是從170V到250V，而輸出電源的質(zhì)量是相當(dāng)高的，后備式的UPS輸出電壓在5%~8%，輸出頻率穩(wěn)定在1Hz；如圖1，在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在3%以內(nèi)，輸出頻率穩(wěn)定在0.5Hz。在市電正常時(shí)，UPS電源相當(dāng)于交流市電穩(wěn)壓器；同時(shí)市電對蓄電池進(jìn)行充電，此時(shí)也相當(dāng)于充電器。在市電突然掉電的情況下，UPS自動(dòng)切換到蓄電池供電，使計(jì)算機(jī)維持正常工作，保護(hù)軟硬件不受損害。 

UPS根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)IEC（電工委員會）按其結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理分為以下3類： 

（1）被動(dòng)后備式UPS電源

指逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間僅簡單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，負(fù)載*而且是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨(dú)立的充電器供電；當(dāng)市電不正常時(shí)，負(fù)載*由逆變器提供電能。 

被動(dòng)后備式UPS具有結(jié)構(gòu)簡單、廉等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用于某些非重要的負(fù)載使用，如家用計(jì)算機(jī)等。但市電斷電時(shí)，繼電器將逆變器切換至負(fù)載，切換時(shí)間較長，一般需幾個(gè)毫秒的間斷，所以稍微重要的計(jì)算機(jī)設(shè)備不應(yīng)選用被動(dòng)后備式UPS電源。 

（2）在線互動(dòng)式UPS電源

指逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間，起后備電源作用，同時(shí)逆變器作為充電器給蓄電池充電。通過逆變器的可逆運(yùn)行方式，與市電相互作用，因此被稱為互動(dòng)式。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，負(fù)載由經(jīng)改良后的市電供電，同時(shí)逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時(shí)逆變器起AC/DC變換器的作用；而當(dāng)市電故障時(shí)，負(fù)載*由逆變器供電，此時(shí)，逆變器起DC/AC變換器的作用。 

在線互動(dòng)式UPS具有結(jié)構(gòu)較簡單、實(shí)施方便、且易于并聯(lián)、便于維護(hù)和維修、效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、整機(jī)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，性能滿足某些負(fù)載要求，特別適用于網(wǎng)絡(luò)中某些計(jì)算機(jī)設(shè)備采用分布式供電的系統(tǒng)。此種電源缺點(diǎn)是穩(wěn)壓性能不高，尤其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度低，其次抗力不強(qiáng)，電路會產(chǎn)生諧波干擾和調(diào)制干擾。 

（3）雙變換式UPS電源

指逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負(fù)載之間，電源通過逆變器連續(xù)地向負(fù)載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時(shí)，市電經(jīng)過整流器、逆變器向負(fù)載供電；市電不正常時(shí)，由蓄電器經(jīng)逆變器向負(fù)載供電。 

雙變換式UPS是UPS電源的主流產(chǎn)品，具有性能好、電壓穩(wěn)定度與頻率穩(wěn)定度高、功能強(qiáng)、具有熱備份連接和并聯(lián)冗余聯(lián)結(jié)的功能等優(yōu)點(diǎn)，其不足之處是當(dāng)容量少于10kVA以下，其整機(jī)效率不高，一般在85%左右。 

新型UPS中的逆變器大多采用了PWM技術(shù)，同時(shí)采用了石英晶體振蕩控制逆變器的頻率，通過電壓負(fù)反饋電路確保輸出電壓的穩(wěn)定。它具有開關(guān)電源的一系列優(yōu)點(diǎn)，通過精確調(diào)整脈沖寬度，保證功率穩(wěn)定輸出，同時(shí)．開關(guān)電源技術(shù)的應(yīng)用，也使其自身損耗大大降低。主要技術(shù)指標(biāo)如下： 

（1）額定輸出功率和輸出功率； 

（2）切換時(shí)間； 

（3）輸出電壓穩(wěn)定度，參考值±0.5%~±2%； 

（4）輸出頻率穩(wěn)定度，參考值±0.01%~±0.5%； 

（5）輸出波形純正(正弦波輸出)，電壓畸變小于1%，不存在潛波失真的問題； 

（6）效率高、損耗低。參考指標(biāo)高于90%； 

（7）*工作時(shí)間。由于微處理器監(jiān)控技術(shù)和的IGBT驅(qū)動(dòng)型SPWM等高技術(shù)的采用，目前的UPS已達(dá)到了*的可靠性水平，對于大型UPS電源來講，其單機(jī)的年均*工作時(shí)間(MTBF)已超過20萬小時(shí)。如果采用雙總線輸出的多機(jī)“冗余"型UPS供電系統(tǒng)，其MTBF甚至可達(dá)1000萬小時(shí)數(shù)量級。 

謹(jǐn)荃：