UPS电源的结构和工作原理?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-21
UPS电源工作原理

在一些负荷等级要求较高的场合(一类负荷),常用的电源为UPS(不间断电源),即不能停电的设备,比如通讯系统;计算机系统;监控系统;DCS系统;医疗系统的手术室;工业中的重要的电动阀门等,现在医院的病房及宾馆也常见UPS不间断电源的插座,可以说,UPS使用范围越来越广泛。接下来我就给大家介绍一下UPS的工作原理。

UPS一般由整流器、蓄电池、逆变器、静态开关和控制系统组成。通常采用的是在线式UPS。它首先将市电输入的交流电源变成稳压直流电源,供给蓄电池和逆变器,再经逆变器重新被变成稳定的、纯洁的、高质量的交流电源。它可完全消除在输入电源中可能出现的任何电源问题(电压波动、频率波动、谐波失真和各种干扰)。其工作原理框图见图:

【ups电源电路图】

【ups电路工作原理】
常态下,市电(220V)通过可调充电器向蓄电池充电,同时自启动继电器K1吸合,R1与VZ1、VZ2对蓄电池+24V电压进行分压采样,采样电压Vo通过R2、VD3加到V1基极,使V1处于线性放大状态,V2、V3深度饱和,直流控制继电器K吸合,+24V电压通过K、K1送至逆变器V+端,逆变器工作,输出220V正弦波电压,同时自锁继电器K2吸合。
当市电断电时,K1断开,初时输人电压+24V不变,K继续吸合,由于K2的自锁作用,+24V仍正常送至逆变器。经一段时间后,电池电压开始下降,Vo跟着下降,V1导通减弱,V2升高;当叽升高至一定值(即蓄电池电压下降至22V)后,V2退出饱和进人线性放大,V3迅速下降;V3通过R7反馈至V1基极,使得V2继续升高,形成一个雪崩过程。
V2、V3迅速截止,K断开,蓄电池送至逆变器的+24V直流被切断,逆变器停止工作,同时K2断开。逆变器停止工作后,由于蓄电池内电动势的作用,蓄电池很快恢复24V电压,与常态一样,V2、V3饱和,K吸合。
但由于此时K1、K2均断开,+24V无法到达逆变器,逆变器不工作,从而保护了蓄电池。只有当市电恢复正常后,K1吸合,逆变器才能工作,此时充电器已向蓄电池充电。
在使用ups电源(ups电源的作用)时,我们要留意以下几个注意事项:
1)UPS的输出负载控制在60%左右为最佳,可靠性最高。
2)UPS放电后应及时充电,避免电池因过度自放电而损坏。
3)UPS的使用环境应注意通风良好,利于散热,并保持环境的清洁。
4)切勿带感性负载,如点钞机、日光灯、空调等,以免造成损坏。
5)UPS带载过轻(如1000VA的UPS带100VA负载)有可能造成电池的深度放电,会降低电池的使用寿命,应尽量避免。
6)对于多数小型UPS,上班再开UPS,开机时要避免带载启动,下班时应关闭UPS;对于网络机房的UPS,由于多数网络是24小时工作的,所以UPS也必须全天候运行。
7)适当的放电,有助于电池的激活,如长期不停市电,每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次,这样可以延长电池的使用寿命。

UPS电源的结构和工作原理

它是由一套交流+直流充电+交直流逆变装置构成。UPS中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。一旦市电中断,蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器逆变成交流电供给计算机设备,保持对计算机设备供电的连续性。一般情况下,中小功率后备式UPS靠蓄电池维持供电的时间在10~30min左右。

1.交流滤波调压回路

交流滤波回路主要是对输入的交流电进行滤波净化,去掉电网中的干扰成分。并在一定范围内进行调压。

2.整流充电回路

整流充电回路是将交流整流成直流,经充电电路给蓄电池充电,并向内部提供所需的直流电。

3.蓄电池组电路

在中小型UPS中广泛应用的是M型密封电池,这是一种密封免维护电池。一般每节电池的额定电压可为2V、4V、6V或12V,它们经串并联组成电池组在UPS中使用。

蓄电池的规格容量用安时(Ah)表示,如12V,6Ah/20hR。它表明该电池的输出电压为12V,其标称容量为6Ah。这一指标是指把该电池以20h速率的条件下进行放电(放电电流为6/20=0.3A),一直放电到电池输出的终了电压为10.5V时,所测量到的总安培小时数。

蓄电池是UPS的重要组成部分,蓄电池性能和质量的好坏直接影响到UPS电源整机的质量,它的成本占整机成本的1/3以上。

4.脉宽调制型(PWM)逆变器及控制电路

在UPS中普遍地采用脉冲宽度调制技术(PWM)来实现直流转变成交流,实现直流转变成交流的电路称为逆变器。逆变器及其控制电路是UPS的核心电路。

对于后备式UPS来说,当市电电压低于170V时,此时其内部的交流稳压电路无法维持正常的220V输出,逆变器启动工作,将蓄电池中储存的直流电转变成交流电。输出波形一般为方波,也有一些UPS输出波形为正弦波。而当市电回升到180V以上时,逆变器停止工作,回到市电供电状态(稳压输出为220V)。

对于在线式UPS来说,逆变器始终处于逆变工作状态。市电供电时,不断地将交流电整流成直流后再逆变成交流输出(输出波形为正弦波)。当市电下降到170V以下时,逆变器将蓄电池储存的直流电逆变成交流电输出。市电上升到180V时,又恢复到市电供电状态。

5.检测报警保护电路

为了确保UPS安全可靠的工作,UPS必须设有完善的检测报警保护电路。一般UPS均设有过流、过压、空载保护,电池电压过低、电池极性和交流极性检测电路,指示灯和喇叭报警电路。

6.智能监控及通讯电路

新型的智能UPS具有与计算机通讯和自动监控功能,UPS监控软件通过接口通讯线路随时监控UPS及供电线路的运行情况,记载并提示掉电情况,自动处理掉电时的数据保存与系统保护。

  • UPS电源设备四大组成部件的原理或功能是什么?
    答:当市电中断时,UPS电源将依靠储存在蓄电池中的能量输出直流电,维持逆变器的正常工作;保障机房能在断电情况下继续工作。\x0d\x0a3、静态开关,静态开关主要作用是保证UPS电源系统不间断供电。通过电压检测信号,静态开关能够迅速判断将负载由逆变器供电转移到市电供电,或由市电供电转换为逆变器供电,即静...
  • UPS 的作用 UPS不间断电源有哪些组成结构
    答:1. 后备式UPS:在市电正常时直接由市电向负载供电,当市电超出其工作范围或停电时,通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是:结构简单,
  • 简述UPS电源设备四大组成部件的原理或功能?
    答:这样,当ups在作“市电交流旁路电源供电→逆变器电源供电”切换操作时,就会因两者的瞬态电压值不同而形成“环流”(注:所谓“环流”是指:有一部分电流在市电电网与逆变顺电源之间流动,而不是流向负载)。显然,如果“环流”过大,就很容易造成逆变器出故障。由此可见:为确保ups的安全运行,应尽量减...
  • 机房ups工作的原理是什么
    答:机房UPS(不间断电源)的工作原理是确保在电网电力故障或电压波动的情况下,供电持续不断,以维持计算机设备和关键系统的正常运行。以下是机房UPS的基本工作原理:1. 电源输入:UPS首先从电源网络获取电能。这是UPS的主要电源,通常是交流电(AC)。2. 电源转换:这是UPS的核心部分。交流电首先被转换成直流...
  • UPS电源工作原理
    答:一类负荷),常用的电源为UPS(不间断电源),即不能停电的设备,比如通讯系统;计算机系统;监控系统;DCS系统;医疗系统的手术室;工业中的重要的电动阀门等,现在医院的病房及宾馆也常见UPS不间断电源的插座,可以说,UPS使用范围越来越广泛。接下来我就给大家介绍一下UPS的工作原理。
  • ups工作原理是怎样的?
    答:UPS的组成 UPS目前分为在线式和后备式等,UPS电源的组成从基本的应用原理上讲,UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。整流器 整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有...
  • UPS不间断电源由哪几个部分组成?
    答:UPS电源系统由五部分组成:主路、旁路、电池等电源输入电路,进行AC/DC变换的整流器(REC),进行DC/AC变换的逆变器(INV),逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。不间断电源广泛应用于:矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、铁路、...
  • UPS工作原理
    答:现以在线式 UPS 为例来介绍 UPS 基本工作原理。UPS 主要功能是提供稳定的电源 , 所以按照供电渠道来划分 UPS 为市电模式、电池模式、旁路模式、维护模式四个部分 , 分别对应如下四种工作模式 :1) 市电模式是 UPS 正常工作的状态 ,UPS 将输入的市电经过整流 (AC → DC) , 升压 (DC → DC) , ...
  • ups电源电路图及其工作原理是怎样的?
    答:【ups电源电路图】【ups电路工作原理】常态下,市电(220V)通过可调充电器向蓄电池充电,同时自启动继电器K1吸合,R1与VZ1、VZ2对蓄电池+24V电压进行分压采样,采样电压Vo通过R2、VD3加到V1基极,使V1处于线性放大状态,V2、V3深度饱和,直流控制继电器K吸合,+24V电压通过K、K1送至逆变器V+端,逆变...
  • ups电源工作原理
    答:1、ups也叫不间断电源,是将蓄电池与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。ups电源分为三种,即在线式,后备式,线上交错式。2、在线式ups工作原理,当在线式UPS在电网供电正常时,电网输入的电压经过噪声滤波器去除电网中的高频干扰,可以得到纯净的交流电,进入整流器进行...