ups不间断电源.doc

UPS（Uninterruptible Power System ），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。在电网电压工作正常时，给负载供电，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，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。当市电正常380Vac时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220V或380Vac交流电压，同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载（150%负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当发生严重超载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。作为户外基站电源，首先，供电可靠性。通信电源产品主要是给通信网络提供稳定、纯净和不间断的电源，保护通信网络设备不受电源污染损害，保障关键业务系统能够在突然断电等情况下正常运行，这就要求设备具有较高的可靠性、可用性。尤其对于户外电源产品而言，其所面对的电网环境更为复杂，要面临电源断电、电压尖峰、电压浪涌、频率漂移、谐波干扰、电压波动等多种问题。因此要求产品元器件的品质要更高，以保证产品的使用寿命，同时电网适应能力要更强，能够起到更好的稳压、过滤、净化电流的作用。另外，设备本身应具有一定的自我保护和故障诊断能力，例如防雷保护、短路保护等，才能够更好地为通信网络提供动力支持。其次，防护性能。这也是户外电源产品和一般室内型电源设备最基本的区别，由于户外电源设备通常放置于太阳照射、风吹雨淋的户外，易受高低温环境、雨水和潮湿、灰尘、盐雾等多种条件影响，因而设备的防护能力极为。我国对于电子设备防范雨水和潮湿、灰尘、异物有标准GB4208-1993/外壳防护等级的分类，对于盐雾的防范有标准电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法。就户外电源设备而言，业界要求的外壳防护等级须达到IP55、电池柜的外壳防护等级须达到IP44。UPS根据电路拓扑结构不同，分为后备式、在线互动式、双变换式。后备式(standby)的工作原理是：当市电正常时，UPS输出电压稳压精度基本能达到10的指标。而10的指标对于基站开关电源来说，是完全可以接受的。当市电超出范围时，由电池逆变成方波交流电给基站负载。因为该种UPS控制电路简单并且功率器件工作在低压状态（电池电压一般为12V），符合“越简单越可靠”原理，技术也很成熟，因此理论上该种UPS应该可靠性很高。不足是逆变时输出是方波，不能带具有APFC开关电源的基站负载（但是绝大部分基站内电源没有APFC）。在线互动式(line-interactive)：与后备式一样，当市电正常时，UPS输出电压稳压精度基本能达到10的指标。当市电超出范围时，电池逆变为220V交流给基站负载供电。不同的是，这个逆变输出波形已经是正弦波，即使是有APFC开关电源的基站，UPS也可以正常工作。在线互动式不足主要是交流工作时稳压精度一般是10，偏大。双变换式(double conversion)：所谓双变换，是指交流经过AC/DC整流成直流再经过逆变器DC/AC变换成交流给负载，因为经过了中间直流环节，所以更全面地解决电源问题。双变换在线式分工频机和高频机。只有旁路也电气隔离的工频机，才能有效抑制输入的共模干扰，才能保证基站要求交流电压的零地电压低于1Vac。高频机是指整流和逆变采用高频链技术而不含工频变压器的UPS，高频机的输入输出不是电气隔离的。如果要求输入输出电气隔离，一般在输入采用一个工频隔离变压器可以达到输出零地电压为零的要求。