UPS电源已从上世纪60年代的旋转发电机发展至的具有智能化程度的静止式全电子化电路,并且还在继续发展。
目前,UPS电源一般均指静止式UPS电源,按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类,按照UPS电源功率的大小可分为大、中和小三个分区类别,其中小功率UPS电源系统定义为功率小于3kva的电源产品。
一、概述
UPS电源主要由主机及蓄电池、电池柜等组成,分为在线式、后备式及在线互动式等多种,根据频率分高频机和工频机,它在机器有电工作时,就将市电交流电整流,并储存在自己的电源中,一旦停止供电,它就能提供电源,使用电设备维持一段工作时间,保持时间可能是10分钟、半小时等,延时时间一般由蓄电池的容量决定。
在电网电压工作正常时,给负载供电如所示,而且,同时给储能电池充电;当突发停电时,UPS电源开始工作,由储能电池工给负载所需电源,维持正常的生产;当由于生产需要,负载严重过载时,由电网电压经整流直接给负载供电。
二、设计要求
主要研究小功率UPS的设计原理及简单设计,设计方案采用UPS后备式工作状态,对非严格要求的供电场所提供较为优质的不间断电源系统,防止突然断电而影响正常工作或是给机器造成损害,论文着重对UPS供电设计方案中的整流滤波电路部分、逆变电路部分、蓄电池部分进行介绍和分析,对该UPS小功率的供电系统进行简单的介绍,包括其功能、用途、工作方式等,根据已掌握的知识对小功率UPS供电系统的原理进行分析和简单设计,并且能满足非严格要求的供电场所不间断供电的要求,通过针对UPS的各不同工作方式进行比较分析,并根据设计要求进行方案设计,其电路主要参数:输入电压:单相 220V��%;输入频率:50Hz�� ;输出电压:220V;输出频率:50Hz。
三、小功率UPS供电系统方案设计
(一)整流滤波电路部分
在UPS中,输入电路的个环节就是整流器/充电器,不过小功率的整流器和充电器是分开的,在对UPS进行设计分析时,非常有必要对整流滤波电路进行分析。
由于变化多端的市电输入后,先由整流器进行加工,所以掌握整流器中电流的流向和一般计算方法,知道几种整流的区别及特点,对于正确使用UPS和判断故障是很重要的。
1、单相半波整流滤波电路
图3-1 单相半波整流滤波电路原理图
如图3-1所示为单相半波整流滤波电路原理图,由于整流器具有单向导通的特性,所以输入电压U1经二极管VD整流后就变成了单相脉动波U0 ,而输入的负半周被隔离掉。
一般整流器后面都有电容滤波器,如图3-1所示中C将脉动波变成直流波Uc。
2、单相全波整流滤波电路
图3-2 单相全波整流电路原理图及整流波形图
单相半波整流电路一般都用于小功率的情况,当功率稍微增大时必须用全波整流。
如图3-2所示为单相全波整流电路原理图及整流波形图,不难看出,这是两个单相半波整流器的组合,电路前增加变压器,目的是为了使次级电压可以根据设计的要求随意变换。
3、单相桥式整流滤波电路
单相桥式整流滤波电路原理图,这种整流工作方式和前两者不同,前两者的工作过程中电流在每半波只流过一只整流二级管,而这种工作方式下每半波的电流流过两只整流二极管。
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纤薄时尚外观 操作简便 简约面板,纤薄机身,体积小,操作简单,让你拥有时尚外观,节省更多空间、使用更便捷. 1. 智能应急 从容应对突发断电 智能不间断供电。
当突发停电或市电异常时,UPS自动供电,确保您从容存储电脑数据资料、从容保存工作文档、从容处理游戏退出 ,再也不用担心突发断电而造成巨大损失。
2. 智能内核 MCU高速处理器 内置MCU强大高速处理芯片。
开机时,对逆变器、电池进行自检,做出准确判断,提升负载性。
特别配置浪涌保护插座 配备RJ45/RJ11网络保护接口,对上网设备进行突波保护。
宽稳压输入范围 当电压输入范围达到148~294VAC(模式)、频率范围45~55Hz,UPS仍可通过稳压输出,不会转换为电池放电模式,特别适用于电力环境恶劣的地区。
更可搭配发电机使用(其他同类产品通常不具备如此宽的稳压输入范围)。
智能插卡 机器配有智能插槽,除标准串口电源智能管理模式外,通过选购USB卡、Webpower卡、AS400卡、EMD环境监控器等监控配件,可实现多种模式的UPS远程监控管理