開關電源適配器UPS系統的備份原理簡析

在目前的一些高級開關電源適配器產品中，UPS系統已經具備了備份功能，這能夠有效提升開關電源適配器本身的可靠性。在今天的文章中，我們將會就電源適配器UPS系統的備份原理展開簡要分析，為大家總結一下那些平時經常用到的備份技術，一起來看看吧。

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在開關電源適配器的系統設計過程中，其本身所涵蓋的UPS系統，可靠性係數是根據UPS設備、轉換開關的故障率、修復時間及冗餘度來求出的，要根據這種可取性係數和負載要求的符合程度來決定UPS系統。UPS電源裝置的調整機制，決定並聯備份系統的平均無故障時間(MTBF)的計算近似式。此外，負載和UPS裝置的功率，輸入輸出頻率，成本，尺寸等也是其判斷資料，可以根據用處採用各種結構。

在實際的電路系統應用中，單一的UPS裝置通常是用作備份功能，但在有的產品中，UPS系統並不是用於備份，而只是為了增加裝置的功率而採用並聯方式的，但一般是以電源的備份為目的的系統。通常來說，目前常用到的備份方式可以分為待機備份式和並聯備份式。待機備份方式平時用UPS裝置給負載供電，在其檢修異常時，轉換到預備電源，輸入輸出頻率必須一致。作為預備電源，一般使用商用電源。也有的系統在下述的並聯備份系統中設預備電源。

在目前開關電源適配器的UPS備份過程中，將負載供電轉換到預備電源上的方法通常有兩種，一種是瞬斷轉換方式，另一種是無瞬斷轉換方式。首先來看瞬斷轉換方式，這種方式主要是利用電磁接觸器進行轉換。操作過程中，耐過電流量比半導體功率開關大，兩電源適配器之間完全絕緣。加上轉換電路對主電路和控制電路二方面都比較簡單，所以其本身的可靠性高。在轉換動作中，負載的供電出現瞬斷，其時間為幾十到幾百毫秒，可以用於對這個時間不存在問題的負載。而無瞬斷轉換方式是由半導體功率開關進行轉換，如果是同步運轉，則在轉換動作中不會有負載功率的瞬斷。預備電源正常時，由PLL控制進行同步運行，異常時由內部振蕩器進行運行。與瞬斷轉換方式相比，使用這種轉換方式的UPS設備，半導體功率開關的融過電流量比商用電源差，在負載短路等情況下，可以通過無瞬斷地轉換到商用電源上以增大整個系統的耐過電流量。

除了上面所提及的兩種UPS備份方式之外，目前市面上常見的開關電源適配器UPS系統備份方式還有一種常用到，那就是轉絕電路複雜並聯備份。平時讓多臺UPS設備並聯運行，萬一其中的一臺發生故障，也不會出現系統故障，生產線系統用的電路結構是一種高可靠性系統。輸入輸出頻率不同時也可以用，可以用於負載功率比單機最大功率大的場合。在UPS裝置的並聯運行中，必須進行適當控制使設備之間周期地運轉，使電流的負擔均衡，現在採用的有多數決擇振蕩器方式、個別控制方式等。最近多採用公共部分少可靠性高的個別控制方式。而檢測有故障的設備和把它分離出來也是重要的功能。