UPS電源的工作原理和工作過程

　　很多行業需要能保證在任何情況下都能有正常的供電，這裡就需要UPS供電系統了。UPS電源是保障供電穩定和連續性的重要設備，因其主要機智能化程度高，儲能器材採用免維護蓄電池，使得在運行中往往忽略了對該系統的維護與檢修。其實維護的好壞，對電源的壽命和故障率有很大影響，下面介紹UPS電源的使用注意事項和日常維護要求。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/327826.htm

　　雖說各企業配置的UPS供電系統設備型號及系統容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS電源類型選擇上各站都選擇了在線式，這時因為在線式UPS電源系統具有對各類供電的零時間切換，自身供電時間的長短可選，並具有穩壓、穩頻、淨化的特點。

　　當UPS電源系統本身出現故障時有自動旁路功能，當需要檢修時可採用手動旁路，使檢修、供電互不影響。

　　1、ups不間斷電源的組成

　　UPS電源系統由4部分組成：整流、儲能、變換和開關控制。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的，整流器件採用可控矽或高頻開關整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發生變化時（該變化應滿足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。淨化功能由儲能電池來完成，由於整流器對瞬時脈衝幹擾不能消除，整流後的電壓仍存在幹擾脈衝。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一隻大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由於電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈衝的平滑特性消除了脈衝幹擾，起到了淨化功能，也稱對幹擾的屏蔽。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決於變換器的振蕩頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開關，主機自檢故障後的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。

　　在電網電壓工作正常時，給負載供電如所示，而且，同時給儲能電池充電；當突發停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池工給負載所需電源，維持正常的生產；當由於生產需要，負載嚴重過載時，由電網電壓經整流直接給負載供電。

　　UPS電源系統主要分兩大部分，主機和儲能電池。額定輸出功率的大小取決於主機部分，並與負載屬那種性質有關，因為UPS電源對不同性能的負載驅動能力不同，通常負載功率應滿足UPS電源70％的額定功率。儲能電池容量的選取當負載功率確定後主要取決其後備時間的長短，這個時間因各企業情況不同而不同，主要由備用電源的接入時間來定，通常在幾分鐘或幾個小時不等。

　　2、ups不間斷電源工作原理

　　AC-DC變換：將電網來的交流電經自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變為直流電壓，供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動電路，可避免開機時對電網的衝擊。

　　DC-AC逆變電路：採用大功率IGBT模塊全橋逆變電路，具有很大的功率富餘量，在輸出動態範圍內輸出阻抗特別小，具有快速響應特性。由於採用高頻調製限流技術，及快速短路保護技術，使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載衝擊或短路，均可安全可靠地工作。

　　控制驅動：控制驅動是完成整機功能控制的核心，它除了提供檢測、保護、同步以及各種開關和顯示驅動信號外，還完成SPWM正弦脈寬調製的控制，由於採用靜態和動態雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態特性和穩定性。不間斷電源工作原理框圖如圖2所示。

　　3、ups不間斷電源工作過程

　　當市電正常380Vac時，直流主迴路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩定的220Vac交流電壓，同時市電對電流充電。當任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極體開關向直流迴路饋送電能。從電網供電到電池供電沒有切換時間。當電池能量即將耗盡時，不間斷電源發出聲光報警，並在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能，當發生超載（150%負載）時，跳到旁路狀態，並在負載正常時自動返回。當發生嚴重超載（超過200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出並跳到旁路狀態，此時前面空氣開關也可能跳閘。消除故障後，只要合上開關，重新開機即開始恢復工作。為使不間斷電源充分工作，避免在過載或欠載下運行，電源在開機前，首先計算負載容量。