UPS即不間斷電源,是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接,通過主機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。在歐美取Uninterruptible Power System的英文前綴簡稱為UPS。
分類及原理
按輸入輸出相數(shù)分:單進單出、三進單出和三進三出。
按功率等級分:微型(
按電路結(jié)構(gòu)形式分:有后備式、在線互動式、在線式等。
按輸出波形的不同分:有方波和正弦波兩種。
現(xiàn)按電路結(jié)構(gòu)形式分類,分別敘述如下:
2.1后備式(OFF-LINE或STAND-BY)
1)原理:
① 市電正常時則市電經(jīng)穩(wěn)壓后直接輸出負載,同時經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電給電池充電,此時逆變器不工作。
② 當市電故障時,由電池提供電力,經(jīng)逆變器輸出負載。此切換時間約4-10ms之間。
2)特點:
功率范圍: 300~2000VA
工作特點:對市電進行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負載,當輸入電源不符合要求時才由電池供電。在絕大多數(shù)時間內(nèi)負載使用的是市電。
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、體積小、噪聲低、效率高。
缺點:市電/電池供電轉(zhuǎn)換時間4~10ms,輸出精度低、輸出波形差、輸出波形為方波。
主要應(yīng)用對象:單臺計算機系統(tǒng)的斷電保護
2.2在線交互式(HYBIRD)
在線交互式又稱混合式或三端口式。
1)原理:
① 市電正常時,市電經(jīng)穩(wěn)壓后,由轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出負載,同時經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電給電池充電,此時逆變器已經(jīng)激活,但未輸出。
② 當市電故障,由電池提供電力,經(jīng)逆變器輸出負載。
2)特點:
功率范圍: 1~800KVA
工作特點:市電經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流,由逆變器調(diào)制出**的正弦波。
優(yōu)點:負載端與市電輸入端處于優(yōu)良的”電隔離“狀態(tài)之中、輸出波形好、輸出電壓質(zhì)量高、無論負載突變或負載**時均呈現(xiàn)優(yōu)異的帶載特性。
缺點:效率低、成本高
主要應(yīng)用對象:計算機及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、精密儀器儀表、工業(yè)系統(tǒng)的斷電保護。
2.3在線式(ON-LINE):
1)原理:
①當市電正常時,市電經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娊o電池充電,同時輸出到逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為正弦交流電,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出到負載。
②當市電輸入不正常時,由電池經(jīng)逆變器輸出到負載。
③ 當逆變器發(fā)生故障或輸出功率不足(由于過載、過熱等原因)時,轉(zhuǎn)換開關(guān)將自動切換至靜態(tài)旁路由市電繼續(xù)供電。若旁通是由于過載引起的,UPS將在負載低于100%時,跳回逆變器正常輸出。若旁通是由于過熱引起的,UPS將在溫度低于報警點時跳回正常輸出。
2)特點:
無論是市電供電正常時,還是市電中斷由電池逆變供電期間,逆變器始終處于工作狀態(tài),這就從根本上消除了來自電網(wǎng)的電壓波動和干擾對負載的影響。
由于平時逆變器與市電以同步方式進行運轉(zhuǎn),所以逆變器與市電之間經(jīng)由轉(zhuǎn)換開關(guān)自動相互切換的時間均應(yīng)小于2ms,故其可靠度高,適合電源品質(zhì)要求較高的場所。