在线式UPS的组成与原理

C
B
Βιβλιοθήκη Baidu
Vbus-
D2
N
Q
图 3.1 APFC 主功率原理图
图 3.2 LLC 原理图
图 3.3 逆变部分原理图
4.实验及结果
4.1 负载动态响应实验
负载改变时的波形如图 4.1 和 4. 2 所 示，其中 1 通道（黄色）为逆变输出电压，
2 通道（蓝色）为逆变输出电流。
4.2 旁路逆变切换实验
旁路逆变切换时的波形如图 4.3 和 4.4 所示其中 1 通道（黄色）为输出电压，2 通道（蓝色）为为输出电流。
[4] 向建玲,吴渭,王大庆,邢岩.在线式 UPS 的数 字 化 控 制 技 术 [J]. 机 械 制 造 与 自 动 化 . 2002(04)
[5] 焦龙.基于 DSP 在线式 UPS 的研究[D]. 天津 大学 2005
[3] 梁子龙.基于 DSP 的单相工频在线 UPS 的研究 [D]. 昆明理工大学 2015
Keywords：UPS; power supply; APFC; LLC
1.引言
随着科技的发展，各种用电设备应运 而生。一方面，这些设备大多是非线性负 载，运行时会对电网造成极大的谐波危害； 另一方面，如服务器，数据中心，通信基 站等，不仅要求 24 小时连续供电，更是对 电源信号的幅值，频率有着很高的要求。 在这样的背景下，UPS（Uninterruptible Power Supply），即不间断电源应运而生。 UPS 按工作原理分成后备式、在线式与在 线互动式三大类[1]。而电力专用 UPS 是针 对中国电力的发展需求，专为发电厂、变 电站、配电所设计的电源产品。本文介绍 的是电力专用在线式 UPS。
2.电力专用在线式 UPS 的结
构及工作原理
如图 1.1 所示，电力专用在线式 UPS 结构主要是 DC/DC，APFC，DC/AC，静 态开关及输入和输出 EMI 滤波器 6 部分组 成[2]-[4]。输入分为三路，即交流输入，旁 路输入和直流输入。当交流输入正常时， 交流输入通过 APFC 变换为直流电压，再 由 DC/AC 变换器逆变为正弦波给负载供 电。当交流输入发生断电或者过欠压等情 况时，直流输入通过 DC/DC 变换器升压， 经 DC/AC 逆变为正弦波。当 DC/AC 变换 器发生故障时，静态开关切换到旁路，UPS 由旁路给负载供电。
power system equipment that converts the direct current into mains supply and is connected with battery (lead-acid free maintenance battery) and host computer. It is mainly used to provide a stable and uninterrupted power supply for a single computer, computer network system or other power electronic devices such as solenoid valves, pressure transmitters, etc. This paper mainly discusses the composition, working principle and working mode of On-line UPS, and expounds the circuit topology of APFC and LLC in detail, and finally gives the experimental at the last.
随着科技的发展，UPS 将会得到越来越 广泛的应用，它也必将给人们生活带来更多 的安全与保障。
参考文献（References）:
[1] 赵静. 在线式 UPS 的研究[D]．镇江：江苏科 技大学,2012．
[2] 张颖超．UPS 原理与应用[M]．北京：化学工 业出版社,2012.100-101
[3] 陈文实,许立民.UPS 电源现状及发展方向[J]. 辽宁工学院学报. 2002(04)．
电力供应。本文主要探讨了电力专用在线式 UPS 的组成、工作原理和工作方式，并详细阐述了 APFC 和 LLC
的电路拓扑，最后给出了实验结果。 关键字：UPS；电力供应；APFC；LLC
Abstract：UPS (uninterruptible power System/Uninterruptible power supply), uninterrupted power supply, is a
L Lin
3.2 DC/DC 部分
DC/DC 采用 LLC 拓扑结构。LLC 拓 扑具有软开通的特点，MOS 管电压应力 小，变换效率高的优点[6]。输出采用正负 母线的方式。主功率电路如图 3.2 所示。
3.3 DC/AC 部分原理图
逆变部分采用半桥的拓扑结构，如图 3.3 所示。
D1 Vbus+
图 4.1 负载 2A 切换到 8A
图 4.2 负载 8A 切换到 2A
图 4.3 逆变切换到旁路 图 4.4 旁路切换到逆变
4.总结
本文主要介绍了电力专用在线式 UPS 的原理，并附上了实验结果。实验结果表明 当负载突变时，电压能够较好的保持稳定， 波形无畸变。当旁路逆变切换时，无明显冲 击，逆变电压与市电相同，系统稳定性较好。
电力专用在线式 UPS 的组成与原理
The composition and principle of On-line UPS
摘要：UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池（多 为铅酸免维护蓄电池）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。它主 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如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的
交流 输入 20100000 EMI 滤 波器
市电
20100000 APFC
防接反装 置
直流输入
DC/DC 变换器
旁路 DC/AC
静态开关
EMI 滤 波器
交流 输出 1
交流 输出 2
图 2.1 电力专用在线式 UPS 的结构
3.电力专用在线式 UPS 的硬 件电路
3.1 APFC 部分
APFC 部分采用 boost 拓扑，UC3854bn 控制芯片控制，能够做到满载时 PF 值大 于 0.99。输出采用正负母线的方式[5]。主 功率电路图如图 3. 1 所示。