通信工程師考試培訓(xùn)設(shè)備環(huán)境UPS組成電路

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6.1.3 UPS組成電路

UPS通常由以下幾部分電路組成：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、控制監(jiān)測顯示及保護(hù)電路等。

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。電容輸入濾波器輸出電壓較高，但要求變壓器輸出的峰值電流較大，且負(fù)載調(diào)整率較差。電感輸入濾波器輸出特性較好，但需要較大的扼流圈且成本較高。B前UPS中通常采用電容和電感組成的LC濾波器。

　　2.功率因數(shù)校正電路

UPS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，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。

3.蓄電池組

蓄電池組是UPS的心臟。市電正常時，蓄電池充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并儲存起來。市電中斷時，UPS蓄電池中的電量維持逆變器工作。目前中小型UPS中廣泛使用閥控鉛蓄電池。長延時（4h或8h）UPS中，蓄電池的成本甚至超過主機(jī)的成本，正確使用維護(hù)蓄電池組，對延長蓄電池使用壽命關(guān)系極大，使用正確，閥控鉛蓄電池的壽命可達(dá)10年以1上。

4.充電電路

UPS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。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，即轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電池被充足。因此，充電電路一般有兩個反饋冋路，一個作電流反饋，另一個作電壓反饋。主電路一般采用開關(guān)型整流電路，為了縮短充電時間，各種快速充電電路在UPS中也得到了應(yīng)用。

5.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。在線式UPS中，逆變器輸出電壓波形多為正弦脈寬調(diào)制波（Sinusoidal
 Pulse Width Modulation,SPWM），該波形經(jīng)LC低通濾波器濾波后，可得到標(biāo)準(zhǔn)正弦波。

6.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，并實現(xiàn)市電旁路供電和逆變器供電的轉(zhuǎn)換。UPS過載時，為了保護(hù)逆變器，當(dāng)市電正常時，UPS通過靜態(tài)開關(guān)將輸出由逆變器轉(zhuǎn)換到巾？電；逆變器出現(xiàn)故陣時，為了保證負(fù)栽不斷電，UPS的輸出也通過靜態(tài)開關(guān)輸出切換到市電。由于UPS內(nèi)部一般都有同步鎖相電路，同時靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換時間較短，因此在轉(zhuǎn)換過程中不會出現(xiàn)供電間斷。小型UPS-般采用快速繼電器作為靜態(tài)開關(guān)，大中型UPS則采用反向并聯(lián)的快速晶閘管作為靜態(tài)開關(guān)。

7.控制、監(jiān)測、顯示及保護(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)?？刂齐娐分饕蠸PWM產(chǎn)生電路、閉環(huán)調(diào)壓電路、同步鎖相電路等。為了使UPS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保護(hù)電路、逆變器輸出過載或短路自動保護(hù)電路、逆變器過壓自動保護(hù)電路、市電電壓過高自動保護(hù)電路、UPS延遲啟動自動保護(hù)電路等。為了隨時掌捤和了解工作狀態(tài)和運(yùn)行情況，UPS中還設(shè)有監(jiān)測電路、顯示電路及報替電路。

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