不间断电源

不间断电源(Uninterruptible Power System,UPS)

　　不间断电源它伴随着计算机的诞生而出现，是计算机常用的外围设备之一。实际上，UPS是一种含有储能装置，并以逆变器为主要组成部分的恒压不间断电源UPS在其发展初期，仅被视为一种备用电源，后来．由于电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或者欠压甚至电压中断等电网质量问题，使计算机等设备的电子系统受到干扰，造成敏感元件受损、信息丢失、磁盘程序被冲掉等严重后果，引起巨大的经济损失因此，UPS日益受到重视，并逐渐发展成一种具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电浪涌等功能的电力保护系统。

　　l、不停电功能：当电网故障停电时，UPS系统中的电池组经过IGBT逆变后将电源供给用户终端。

　　2、交流稳压功能：电网电能经过UPS的整流后，变为直流电源，再经过逆变器变为交流电源输出，输出电源具有稳定的电压和频率。

　　3、净化功能：谐波对电网造成很大污染，通过IGBT整流可以提高电源效率减少谐波。

　　1、UPS基本组成

　　UPS由整流器、逆变器、蔷电池、静态开关以及旁路装置等部件组成。

　　2、UPS工作模式

　　UPS具有三种工作模式：正常模式、电池模式以及旁路模式。

　　(1)正常模式：在IF常模式时，输入电源通过输入开关送到整流器的输入端，整流器将送来的AC转成I)C输出，整流器的DC输出送到逆变器输入端，逆变器将DC转成经过规整的AC输出。

　　在正常模式中，整流器输出的直流电源对储能电池组进行浮充。电池总是连UPS，随时准备在整流器失效时起用。同时净化功能由储能电池来完成，储能电池除可仔储直流直能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容器电容器，由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能。

　　(2)电池模式

　　在输入故障或输入电源电压或频率超出容限(参照输入技术参数)时，UPS自动起用电池模式。如果这些情况出现，整流器关闭，进入逆变器的Dc将从整流器转由电池供给。输入一一旦恢复正常，整流器就开机并带上负载，并开始对电池充电。同时，电池容量的大小直接决定UPS在交流停电时能够保证不问断输出的时间长短，当电池放电至低电压时会发出告警，而一旦电池放电至电压达到保护值时，为保护电池避免过放电造成永久损伤，UPS就会关闭输出。

　　(3)旁路模式

　　当逆变器故障或不能支撑负载时，为确保负载不断电，UPS将转旁路。旁路模式时，系统输出直接从旁路输入取得。此模式中，系统输出没有电源波动、尖峰脉冲、断电保护。同样也没有滤波、调整、电池支撑。

　　3、UPS整流器工作原理

　　整流器可以把输入的市电或油机电的交流电能变为直流电能，为逆变器和蓄电池提供能量。

　　UPS整流器多采用可控硅整流器。按整流器晶闸管数量的不同，工频机通常分为6脉冲整流和12脉冲整理两种类型。6脉冲指以6个晶闸管组成的全桥整流，6个开关脉冲对6个晶闸管分别控制，在一个交流周期内，输出六个半波，所以叫6脉冲整流。12脉冲整流器是在一个基本6脉冲整流器的基础上移相300叠加一个6脉冲整流器，它的直流输出电压更平滑，谐波频率更高，谐波幅值更小，滤波更容易。大功率UPS多采用12脉冲整流器。

　　4、UPS逆变器工作原理

　　逆变器是UPS的主要组成部分。UPS整流器已将输入的交流电压变成直流电压，而负载所需的是交流电压，就必须有一种电路再将该直流电压变回交流，执行这个任务的装置就叫逆变器。逆变器电路的种类很多，在UPS中常见的有推挽变换器、半桥逆变器、全桥逆变器、双向变换器等。

　　5、UPS蓄电池

　　大、中型UPS系统中一般多使用的是阀控密封铅酸蓄电池。而且由于大、中型UPS系统的直流母线电压很高，一般为400V左右，所以都采用蓄电池组。现阶段，UPS大都把蓄电池组直接挂在UPS整流后的直流母线上，利用整流器直接充电，这就要求整流功率要远大于逆变功率，一般整机功率的20％设计为电池的充电功率；有的则需外加充电器，实现电池管理。它们都应注意充电功率和电池容量的搭配问题。

　　l、考虑UPS的备用时间

　　UPS依备用时间可分为标准型及长效型。标准型UPS备用时间为5—15分钟，长效型为1-8小时。选用UPS时，根据UPS的应用场合来选用UPS。当然，在一些重要场所应用的UPS一般都连接有备用输入电源，即柴油机发电机组，市电断电时，柴油发电机组就会启动提供输入电源。

　　2、UPS所带负载类型

　　一般UPS不推荐带接纯感性、纯容性负载。例如电动机、空调、复印机等。而且也不能接半波整流型负载。UPS适合带阻容性(如电脑)、阻性、微感性负载。