UPS電源主機(jī)工作原理,UPS電源主機(jī)組成

來源：存能電氣  日期：2019-07-01 10:59  瀏覽量：次

　　UPS電源主機(jī)工作原理，UPS電源主機(jī)組成。一般企業(yè)級(jí)的UPS電源由主機(jī)和電池組兩部分組成,電池容量越大提供的后備電源時(shí)間越長。雖說各企業(yè)配置的UPS供電系統(tǒng)設(shè)備型號(hào)及系統(tǒng)容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。為了方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開關(guān),主機(jī)自檢故障后的自動(dòng)旁路開關(guān),檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。

　　UPS電源主機(jī)工作原理

　　UPS電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲(chǔ)能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(shí)（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。

　　UPS電源系統(tǒng)主要分兩大部分，主機(jī)和儲(chǔ)能電池。其工作原理如下：

　　1.AC-DC變換：將電網(wǎng)來的交流電經(jīng)自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變?yōu)橹绷麟妷?，供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動(dòng)電路，可避免開機(jī)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊。

　　2.DC-AC逆變電路：采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路，具有很大的功率富余量，在輸出動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)輸出阻抗特別小，具有快速響應(yīng)特性。由于采用高頻調(diào)制限流技術(shù)，及快速短路保護(hù)技術(shù)，使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負(fù)載沖擊或短路，均可安全可靠地工作。

　　3.控制驅(qū)動(dòng)：控制驅(qū)動(dòng)是完成整機(jī)功能控制的核心，它除了提供檢測、保護(hù)、同步以及各種開關(guān)和顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)外，還完成SPWM正弦脈寬調(diào)制的控制，由于采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性。

　　UPS電源主機(jī)組成部分

　　UPS主機(jī)通常由輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、蓄電池組、充電電路、逆變電路、靜態(tài)開關(guān)電路、控制檢測見識(shí)及保護(hù)電路共7個(gè)部分組成。

　　1、輸入整流濾波電路

　　UPS中，常用的整流電路有單相不可控和可控整流電路、三相不可控和可控整流電路。濾波器可分為電容輸入或電感輸入兩種。電容輸入濾波器的輸出電壓較高，但要求變壓器輸出的縫制電流較大。電感輸入濾波器的輸出特定較好，但需要較大的扼流圈且成本較高。目前UPS中通常采用電容和電感組成的LC濾波器。

　　2、監(jiān)控、檢測、顯示保護(hù)電路

　　UPS輸出電壓的精度、波形失真度以及工作可靠性均與控制電路密切相關(guān)。控制電路主要有SPWM產(chǎn)生電路，閉環(huán)調(diào)壓電路、同步鎖相電路等。為了UPS電源主機(jī)可靠工作，還應(yīng)具有較完善的保護(hù)電路。一般的UPS中都有電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)電路、市電電壓過高自動(dòng)和UPS延遲啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)電路等。為了隨時(shí)掌握和了解工作狀態(tài)及其運(yùn)行情況，UPS中還設(shè)有監(jiān)測電路、顯示電路及報(bào)警電路。

　　3、功率因數(shù)校正電路

　　UPS電源中，交流市電經(jīng)整流后都采用大容量電容器進(jìn)行濾波，而且整流電路輸出端還并聯(lián)有蓄電池。在電容器或蓄電池充電期間將形成脈沖電流。該電流峰值很高，會(huì)產(chǎn)生高次諧波電流并導(dǎo)致功率因數(shù)下降，功率因數(shù)校正電路可使電網(wǎng)輸入電流變?yōu)榕c輸入電壓同相位的正弦波。

　　4、逆變電路

　　逆變器的作用是將市電整流后的直流電壓或蓄電池電壓變換成交流電壓。在后備式UPS中，逆變器輸出電壓波形一般為準(zhǔn)方波；在在線式UPS，中，逆變器輸出電壓多為正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）波形，該波形經(jīng)LC濾波器濾波后，可得到標(biāo)準(zhǔn)正弦波。

　　5、靜態(tài)開關(guān)電路

　　靜態(tài)開關(guān)的作用是保護(hù)UPS和負(fù)載，并實(shí)現(xiàn)市電旁路供電和逆變器供電的轉(zhuǎn)換。UPS過載是，為了保護(hù)逆變器，當(dāng)市電正常時(shí)，UPS通過靜態(tài)開關(guān)將輸出有逆變器轉(zhuǎn)換到市電；當(dāng)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，為了保證負(fù)載不斷電，UPS的輸出也通過靜態(tài)開關(guān)輸出切換到市電。

　　6、蓄電池組

　　蓄電池組是UPS電源主機(jī)的心臟。市電正常時(shí)，蓄電池充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并儲(chǔ)藏起來，市電中斷時(shí)，UPS蓄電池中電量維持逆變器工作。目前，中小型UPS中廣泛使用閥控鉛酸蓄電池。在長延時(shí)的UPS中，蓄電池的成本甚至超過主機(jī)的成本。正確使用蓄電池組，對延長蓄電池的使用壽命只管重要。使用正確，閥控鉛酸電池的壽命可達(dá)10年以上。

　　7、充電電路

　　UPS電源中，一般充電電路都是獨(dú)立工作的，也就是說，即使不使用逆變器，只要將交流電源接通，充電電路就開始工作，在充電過程中，首先采用恒流充電，當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到浮充電壓后，再轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池被充足。因此，充電電路一般有兩個(gè)反饋回路，一個(gè)做電流反饋，一個(gè)做電壓反饋。主電路一般采用開關(guān)型整流電路。為了縮短充電時(shí)間，各種快速充電電路在UPS中也得到應(yīng)用。

　　以上就是UPS電源主機(jī)工作原理和UPS電源主機(jī)組成部分，正確的知道UPS電源的原理，能夠協(xié)助咱們在日常維護(hù)UPS電源的作業(yè)進(jìn)程中，更有效地下降操作失誤，延伸UPS電源主機(jī)的運(yùn)用壽命。