UPS的工作原理和发展趋势分析

UPS的工作原理和发展趋势分析

康洪波,于江利,秦景,张晔(河北建筑工程学院,河北张家口075024)

摘要:随着相关技术的发展和计算机的普及,越来越多的设备对供电的质量提出了更高的要求,UPS技术也得到了长足的发展。论述了UPS的工作原理、分类,并对UPS的发展趋势进行了分析和阐述。关键词:UPS;工作原理;发展趋势中图分类号:TM

919

文献标识码:A

文章编号:1002—087X(2009)07—0637—02

AnalysisoftheworkingprincipleanddevelopmenttrendofUPS

KANGHong—bo,YUJiang—li,QINJing,ZHANGYe

(Hebei

Institute

ofArchitectureandCivil

Engineetqng,ZhangjiakouHebei075024,China)

Abstract:With

the

developmentofcorrelativetechnologyandthepopularizationofcomputers,moreandmole

equipmentshaveputforwardhigherrequestforthequalityofpowersupply.Underthisbackground,theUPS

technologyisdevelopedbyleapsandbounds.TheworkingprincipleandtheconcreteclassificationofUPSisdiscussedatthesametime,thedevelopmenttrendofUPSisalsoanalyzedandelaborated.Keywords:UPS;workingprinciple;developmenttrends

UPS的英文名称是UninterruptablePowerSystem,中文名

/J、。

称是“不问断电源”,实际上是指“交流不间断电源”,主要的功能是对负载不间断地提供交流电。因为UPS电源可提供高精度、高稳定性的电压波形与频率,具有承受电网波动或扰动(波涌、跌落、谐波)、间断甚至短时停电的能力,无论是线性负载或是非线性负载,UPS都有低阻抗输出的特性,因此UPS电源系统得到了广泛的应用。例如在医院、大型计算机机房等场所,越来越多的高精尖设备依赖于UPS的保护,以改善电网质量,防止停电和电网污染,避免因此而引起的设备故障和数据丢失等问题。

双变换在线式UPS电源的整流器多为可控硅整流器,但也有IGBT—PWM—DSP高频变换新一代整流器。当市电存在时,实现AC一>DC转换功能,一方面向DC.>AC逆变器提供能量,同时向蓄电池充电。当逆变时,完成DC.>AC转换功能,向输出端提供高质量的电能。无论是市电供电,还是转向电池供电,其转换时间均为零。近几年来一种新的技术是将交流稳压技术中的电压补偿原理应用到双变换在线式UPS电源的主电路中,产生一种新的UPS电路结构型式,被称为双逆变电压补偿在线式UPS电源Ⅲ。

1.2

1.1

UPS的分类及工作原理

UPS的分类

目前市场上的UPS主要分为三种类型:后备式、在线互

UPS的工作原理

UPS电源系统由四个部分组成:整流、储能、变换和开关

控制,具体的工作原理如图1所示。

当市电正常输入时,UPS就将市电稳压后供给负载使用,同时对机内蓄电池进行充电,把能量储存在电池中,当市电中断或输入故障时,UPS将机内电池的能量转换为220V交流电继续供负载使用,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。其中AC—DC变换的作用是将从电网中来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供给逆变电路。AC.DC输入有软启动电路,可避免开机时对电网的冲击,而DC—AC逆变电路则采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率余量,在输出动态范围内输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术及快速短

动式、双变换在线式UPS电源。

后备式UPS电路简单,对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵人的干扰等不良影响基本没有改善,目前这种机型应用范围随着新技术的不断成熟而不断缩小。

在线互动式UPS电源使用的是工频变压器,当市电流人变压器后,在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头拉人,同时在双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节输出电压,以此来达到比较好的稳压效果。当市电掉电时,蓄电池通过双向变换器给变压器供电,实现输出电压的不间断。

目前这种两机型的应用范围随着新技术的成熟而不断缩

收稿日期:2008—04~25

路保护技术,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或

作者简介:康洪波(1972一),女,河北省人。讲师,主要研究方向为

建筑电气。

Biography:KANG

短路,均可安全可靠地工作。控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动

Hong-bo(1972一),female,lecturer.

信号外,还完成SPWM正弦脉宽调制的控制,由于采用静态

万方数据 

637

2009.7V01.33No.7

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