UPS电源结构及工作原理.doc

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一、UPS电源结构
UPS电源由一套交流+直流充电+交直流逆变装置构成。UPS中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。一旦市电中断,蓄电池马上将储蓄的直流电输出给逆变器逆变为交流电供应计算机设备,保持对计算机设备供电的连续性

交流滤波回路主若是对输入的交流电进行滤波净化,

去掉电网中的搅乱成分。

并在必定
范围内进行调压。

整流充电回路是将交流整流成直流,经充电电路给蓄电池充电,并向内部供应所需的直
流电。

在中小型UPS中广泛应用的是M型密封电池,这是一种密封免保护电池。一般每节电池
的额定电压可为2V、4V、6V或12V,它们经串并联构成电池组在UPS中使用。蓄电池的规
格容量用安时(Ah)表示,如12V,6Ah/20hR。它表示该电池的输出电压为12V,其标称容量
6Ah。这一指标是指把该电池以20h速率的条件下进行放电(放电电流为6/20=),向来放电到电池输出的终了电压为时,所丈量到的总安培小时数。蓄电池是UPS的重要构成部
分,蓄电池性能和质量的利害直接影响到UPS电源整机的质量,它的成本占整机成本的1/
以上。
(PWM)逆变器及控制电路
在UPS中广泛地采纳脉冲宽度调制技术(PWM)来实现直流转变为交流,实现直流转变为
交流的电路称为逆变器。逆变器及其控制电路是UPS的核心电路。
对于后备式UPS来说,当市电电压低于170V时,此时其内部的交流稳压电路没法保持
正常的220V输出,逆变器启动工作,将蓄电池中储蓄的直流电转变为交流电。输出波形一
般为方波,也有一些UPS输出波形为正弦波。而当市电上升到180V以上时,逆变器停止工
作,回到市电供电状态(稳压输出为220V)。
对于在线式UPS来说,逆变器一直处于逆变工作状态。市电供电时,不停地将交流电整
流成直流后再逆变为交流输出(输出波形为正弦波)。当市电降落到170V以下时,逆变器将
蓄电池储蓄的直流电逆变为交流电输出。市电上升到180V时,又恢复到市电供电状态。

为了保证UPS安全靠谱的工作,UPS一定设有完美的检测报警保护电路。一般UPS均设
有过流、过压、空载保护,电池电压过低、电池极性和交流极性检测电路,指示灯和喇叭报警电路

新式的智能UPS拥有与计算机通信和自动监控功能,UPS监控软件经过接口通信线路随时监控UPS及供电线路的运转状况,记录并提示掉电状况,自动办理掉电时的数据保存与系统保护。
二、UPS工作原理
UPS的中文意思为“不中断电源”,是英语“UninterruptiblePowerSupply”的缩写,UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整
流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分构成。
1)整流器:整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转变为直流(DC)的装
置。它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变为直流电(DC),经滤波后供应负载,也许
供应逆变器;第二,给蓄电池供应充电电压。所以,它同时又起到一个充电器的作用;
2)蓄电池:蓄电池是UPS用来作为储蓄电能的装置,它由若干个电池串通而成,其容量
大小决定了其保持放电(供电)的时间。其主要功能是:1当市电正常时,将电能变换成化
学能储蓄在电池内部。2当市电故障时,将化学能变换成电能供应给逆变器或负载;
3)逆变器:平常的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转变为交流电(AC)的装置。它由
逆变桥、控制逻辑和滤波电路构成;
4)静态开关:静态开关又称静止开关,它是一种无触点开关,是用两个可控硅(SCR)
反向并联构成的一种交流开关,其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为变换型和并机型两种。
变换型开关主要用于两路电源供电的系统,其作用是实现从一路到另一路的自动切换;并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器