后备式ups电源原理图
山特UPS原理
概述从工作原理上分山特UPS 可分为后备式（可分为后备式（OFF LINE OFF LINE OFF LINE）和在线式（）和在线式（）和在线式（ON LINE ON LINE ON LINE））两种。
从备用时间上则可分为标准型和长效型两种。
从原理上看，在线式UPS 同后备式UPS 的主要区别在于，后备式UPS 在有市电时仅仅对市电进行稳压而逆变器不工作处于等待状态，当市电异常时后备式UPS 会迅速切换到逆变状态将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式UPS 在由市电转逆变工作时会有一段转换时间一般小于10mS 10mS。
而在线式UPS 开机后逆变器始终处于工作状态，因此在市电异常转电波放电时没有中断时间即0中断。
中断。
UPS 主要是由充电器（CHARGER CHARGER））、整流器（RECTIFIER RECTIFIER））、电池组（BATTERY BANK BANK））及逆变器（及逆变器（INVERTER INVERTER INVERTER）等部分组成。
）等部分组成。
）等部分组成。
1． 充电器充电器--将输入电源的交流电压整流成为直流电对电池组进行充电。
2． 逆变器逆变器--其作用是将直流电转换成为交流电，是UPS 中最重要的部分。
UPS 常用的逆变器有方波逆变器、阶梯波逆变器及脉宽调制逆变器等种类。
3． 整流器整流器--它是将交流电整流成直流电提供逆变器工作所需的直流电源。
原理介绍一．一． Micro800系列系列1． 8000系列M500W/M1000W 为后备式UPS UPS，其结构原理图如下：，其结构原理图如下：，其结构原理图如下：2． 工作原理：作原理：在市电正常情况下，市电在UPS 内部分作两路：一路经充电器给电池充电；另一路经UPS 交流稳压器（通过输出继电器组调节）输出给负载用AC AC，该，该AC 为正弦波。
正弦波。
在市电中断时，UPS 内部电池放电，经逆变器将直流电压转换成为交流电（方波）输出给负载。
后备式ups电源工作原理
后备式ups电源工作原理后备式不间断电源（UPS）是一种能够提供持续稳定电源的设备，广泛应用于各种场合，如数据中心、医疗设备、工业生产等。
本文将详细介绍后备式UPS电源的工作原理，主要包含以下几个方面：交流电源输入、整流器、电池组、逆变器、静态开关、控制逻辑和输出滤波器。
1.交流电源输入后备式UPS电源的交流电源输入过程通常包括电压类型、电流变化和功率因数等方面。
常见的电压类型有单相和三相两种，根据实际需求进行选择。
电流变化是指输入电源的频率和波形，需满足UPS设备的正常工作要求。
功率因数则反映了电源的利用率，高功率因数可以减少能源浪费。
2.整流器整流器是后备式UPS电源的重要组成部分，主要作用是将交流电转化为直流电。
整流器通常采用二极管或晶闸管等元器件构成，根据UPS设备的功率和电流要求进行选择。
同时，整流器的稳定性和可靠性直接影响了UPS电源的性能。
3.电池组后备式UPS电源的电池组是其核心组件之一，通常采用铅酸电池或锂离子电池等。
电池组的作用是在市电中断时，能够提供稳定的直流电源，以确保负载设备的正常运行。
电池组的维护和管理对于UPS 设备的稳定性和寿命至关重要，包括定期充电、放电和更换电池等。
4.逆变器逆变器是后备式UPS电源的关键部件之一，主要作用是将直流电转换为交流电。
逆变器通常采用大功率晶体管或场效应管等元器件构成，根据UPS设备的功率和电流要求进行选择。
同时，逆变器的效率和稳定性直接影响了UPS电源的性能。
5.静态开关静态开关是后备式UPS电源的重要组件之一，主要作用是在市电中断时，能够快速切换到备用电源（即电池组），以确保负载设备的正常运行。
静态开关通常采用固态开关或机械开关等元器件构成，根据UPS设备的切换时间和稳定性要求进行选择。
6.控制逻辑控制逻辑是后备式UPS电源的大脑，它负责整个UPS设备的运行和管理。
控制逻辑通常由微处理器或控制器等元器件构成，根据实际需求进行选择和设定。
ups电源工作原理及示意图
ups电源工作原理及示意图
UPS电源有既被动后备式、在线互动式和线上交错式三种类型，而每种类型的UPS的电源工作原理是不一样的，下面小编就来分别说一下。
被动后备式：又称为非在线式不间断电源（Off-Line UPS），它只是“备援”性质的UPS，市电直接供电给用电设备也为电池充电（Normal Mode），一旦市电供电品质不稳或停电了，市电的回路会自动切断，电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务（Battery Mode），直到市电恢复正常，“UPS只有在市电停电了才会介入供电”，不过从直流电转换的交流电是方波，只限于供电给电容型负载，如电脑和监视器。
在线互动式：在线式UPS（On-Line UPS）的运作模式为“市电和用电设备是隔离的，市电不会直接供电给用电设备”，而是到了UPS就被转换成直流电，再兵分两路，一路为电池充电，另一路则转回交流电，供电给用电设备，市电供电品质不稳或停电时，电池从充电转为供电，直到市电恢复正常才转回充电，“UPS在用电的整个过程是全程介入的”。
其优点是输出的波型和市电一样是正弦波，而且纯净无杂讯，不受市电不稳定的影响，可供电给“电感型负载”，例
如电风扇，只要在UPS输出功率足够的前题下，可以供电给任何使用市电的设备。
线上交错式：又称为线上互动式或在线互动式（Line-Interactive UPS），基本运作方式和离线式一样，不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电，但随时都在监视市电的供电状况，本身具备升压和减压补偿电路，在市电的供电状况不理想时，即时校正，减少不必要的“Battery Mode”切换，延长电池寿命。
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kVA Cos
W/cell=
（逆变效率）电池cell数
3、根据厂家恒功率放电数据表选择满足计算结果的电池规格.
UPS推荐和配置
配电部分：线缆及开关
输入开关容量及线缆规格： 三相电工速算法: 输入电流(A)＝1.8XKVA ,开关系数X1.2 单相电工速算法: 输入电流(A)＝5XKVA ,开关系数X1.2 输出开关容量及线缆规格： 三相电工速算法: 输出电流(A)＝1.5XKVA ,开关系数X1.2 单相电工速算法: 输出电流(A)＝4XKVA ,开关系数X1.2 电池开关容量及线缆规格： 放电电流（A）＝kVA Cos/U电池电压 开关系数(X1.2) 电缆长度与压降：如70mm 线阻0.26Ώ/km 零线及地线规格：零线＝1～1.5倍相线，地线＝相线
计算公式： kVA Cos AH=
（逆变效率）电池只数U平(单个电池电压) 放电速率
市电停电时工作框图
电池计算和配置
精确计算：恒功率计算法
1.67V/cell<放电30分钟; 1.75V/cell放电30~60分钟; 1.83V/cell>放电60分钟
1、截止电压确定：
2、计算每个Cell电池恒功率数据：
容量匹配Pg / Pui 3～4 2.5～3 1.7～2.3 1.6～2.2
6脉冲整流UPS 6脉冲整流+5次/ 7次谐波滤除器 12脉冲整流
12脉冲整流+11次/13次谐波滤除器 高频UPS(带cosψ校正)
IGBT PWM 整流
1.4～2 1.5～2.4
1.25
注： UPS并联系统前端发电机容量为单机1.8倍,用户投资条件允许发 电机组还应备有1.25倍的余量。
UPS的基本工作原理
UPS的基本工作原理1、后备式ＵＰＳ工作原理后备式ＵＰＳ原理框图如图所示，其特点是：没有输入整流滤波器，逆变器只由蓄电池供电。
▲后备式ＵＰＳ原理框图市电正常时，ＵＰＳ工作于旁路状态，转换开关接在市电输入端。
输入市电经转换开关１、输出变压器给负载供电。
同时转换开关２接在蓄电池端，充电电路给蓄电池充电。
市电变化时，通过继电器改变输出变压器的接点，可稳定输出电压。
市电出现故障（中断、电压过高或过低）时，ＵＰＳ工作在后备状态，监测控制电路监测到市电故障后，将转换开关１和２都转向逆变器端。
逆变器将蓄电池提供的直流电压变成交流电压经输出变压器给负载供电。
逆变器输出方波，当负载变化时，通过改变方波的宽度稳定输出电压。
在后备式ＵＰＳ中，转换开关的切换时间和逆变器的启动时间一般为４～９ｍｓ。
此外，后备式ＵＰＳ除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对市电电网出现的频率不稳、波形畸变和从电网上串入的干扰基本没有任何改善。
2、在线式ＵＰＳ工作原理在线式ＵＰＳ原理框图如下图所示，其特点是：逆变器一直处于工作状态，输出电压波形通常为正弦波。
▲在线式ＵＰＳ原理框图市电正常时，静态开关接在输出变压器端，输入电压经整流滤波后，给逆变器供电。
逆变器输出正弦脉冲调制波（ＳＰＷＭ），经输出变压器和滤波器变成纯净正弦波，通过静态开关给负载供电。
逆变器同时完成稳压和自动频率跟踪功能。
市电出现故障（中断、电压过高或过低）时，ＵＰＳ工作在后备状态，静态开关仍接在输出变压器端，逆变器将蓄电池的直流电压转换成交流电压，并通过静态开关输出到负载。
市电正常，但逆变器出现故障或输出端过载时，ＵＰＳ工作在后备状态，静态开关切换到市电端，由市电直接给负载供电。
控制、监测、报警及保护电路提供逆变、充电、静态开关转换所需控制信号，并显示各自的工作状态。
ＵＰＳ出现过压过流、过热时，及时报警并提供相应保护。
在线式ＵＰＳ电源可真正实现不间断供电。
此外，在线式ＵＰＳ还装有输入ＥＭＣ滤波器和输出滤波器，来自电网的干扰得到有效的抑制。
实用ups电源电路图及电路工作原理图文解析
实用ups电源电路图及电路工作原理图文解析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。
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就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变器切换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 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。
实用ups电源电路图及电路工作原理实用ups电源电路图如下图所示。
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。
UPS工作原理及操作ppt课件
梯波和正弦波。 按输出电压的相数可分为：单相和三相。 按输入输出的方式可分为：单进单出、三
进单出、三进三出。 按不停电供电方式可分为：后备式、在线
式和在线互动式。
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第二节 常用UPS结构形式及特点
当前市场上普遍应用的主流产品是静止变换型UPS， 包括后备式，在线互动式和在线式。这里仅就这两种 电路形式的UPS的电路结构、功能部件和性能特点进 行扼要说明和比较。
12
第二节 常用UPS结构形式及特点
（2）性能特点 ① 不管有无市电，负载的全部功率都由DC / AC 逆变器提供；保
证高质量的电源输出。市电掉电时，输出电压不受任何影响，没 有转换时间，具备典型的在线式UPS 功能。 ② 由于负载功率100 ％都由逆变器负担，因而UPS的输出能力不 理想，对负载提出限制条件，如负载电流峰值因数、过载能力和 输出功率因数等。 ③ 输入可控整流器使UPS 输入功率因数低，一般为0.7-0.8 ，无功 损耗大，输入电流谐波成分大于等于30%，对电网产生极大的污 染。当然，若使用高频整流技术（功率因数校正技术），可把输 入功率因数提高到接近1 ，输入谐波电流也将降到5 ％以下；若 在三相UPS 中用12 脉冲整流只能将输入功率因数做到0.95，电流 谐波成分降至10 ％左右，且成本高。 ④ 市电正常时，串联的两个变换器都承担100 ％的负载功率，所 以UPS 整机效率低。
不间断UPS电源
交流不间断电源设备有逆变器和UPS两种，小 容量设备可采用逆变器或UPS，大容量设备一般 都采用 UPS。 UPS是英文 Uninterruptible Power System的缩写，即不间断电源系统，但人们一般 习惯将其简称为UPS电源。UPS电源不仅能提供 不间断的交流电源，还具备对交流市电电源进行 净化的功能。UPS电源广泛应用于计算机机房、 数据（网管）中心等场所。在电信网络中，UPS 电源设备主要用于为数据网络设备、智能网设备、 支撑系统、增值业务系统、网管系统等供电。
不间断电源UPS工作原理及应用
不连续电源〔UPS)知识何谓不断电系统(UPS)?不断电系统的英文名称是Uninterruptible Power Supply取其英文字缩写即为"UPS"。
所以不断电系统依其字面的意义，就是当电源中断或异常时能够不连续提供电力以维持计算机正常运作的设备。
为何需要不断电系统(UPS)?不稳定的电源质量均足以影响计算机的正常运作。
而不断电系统，不仅在输入电源中断时可立即供给电力，在电源输入平时，也可对质量不良的电源进展稳压、滤除噪声、防雷击等功能以提供使用者稳定纯净的电源。
所以，拥有不断电系统就像为计算机设备购置了保险一样，有备无患。
不断电系统(UPS)种类有那些?按照不同的标准有不同的划分方法，如按UPS工作性质可分为以下几种：离线式(OFF LINE) ,在线式(ON LINE),在线互动式式(LINE INTERACTIVE)和串并联工作模式。
何谓离线式不断电系统(Off-Line UPS)?如下离线式系统方块图，平常市电走旁边的一条直通路径(直接供电给负载。
只有停电或市电异常时，才由电池提供电力。
经逆变器转换为交流电源提供给负载电力。
特色:1. 市电正常时，UPS对市电几无处理而直接输出至负载，对市电噪声、突波衰减能力差。
2. 具转换时间，保护性最低。
3.结构简单、体积小、重量轻、控制容易、低本钱特性。
何谓在线式不断电系统(On-Line UPS)?在线式UPS平常由逆变器输出给负载电力，只有UPS故障、过载或过热时才会转为旁路输出给负载。
特色:1.输出至负载之电力经UPS处理，输出电源质量最高3.结构复杂，本钱较高4.保护性最高，对市电噪声、突波衰减能力最优何谓在线互动式不断电系统(Line-Interactive UPS)?互动式UPS平常由旁路经变压器输出给负载，逆变器此时做为充电器。
当断电时逆变器如此将电池能量转为交流电输出给负载。
特色:1.具双向性转换器设计，UPS电池回充时间较短3.控制结构复杂，本钱较高4.保护性介于在线式与离线式UPS之间，对市电噪声，突波衰减能力差如何选购适当的不断电系统(UPS)?3.具最优秀的研发工程人员,具产品创新开发能力4.产品具备效率高，噪音低等优异特性5.厂商声誉较佳,与财务结构健全者6.产品经过国外检验机构认证合格等7.工厂经过检验机构认证合格如ISO9001,ISO9002我住的地方很少停电，我需要拥有不断电系统(UPS)吗?据统计，电力问题中停电只占一小局部,不易发觉的电力问题，例如电压过高、电压过低、突波等才是电力问题之大宗。
图解UPS基础知识
图解UPS基础知识⼀、 UPS分类根据电路结构的不同，UPS分为三种类型，即：冷备⽤UPS、双变换UPS 和互动UPS。
1、冷备⽤UPS别名：后备式UPS图⽚1⼯作原理：市电正常时，转换开关接通旁路，市电经旁路向⽤电设备供电，充电器对蓄电池补充充电；当市电异常时，逆变器⼯作，蓄电池对逆变器供电，转换开关接通逆变器，由逆变器向⽤电设备供电。
特点：电路简单，价格低廉，频率不可调，对市电的要求较⾼，逆变器输出多为⽅波或准正弦波，存在切换时间，⼀般⽤于⼩容量的场合。
2、互动UPS别名：线路交互UPS、市电交互UPS、在线互动式UPS图⽚2⼯作原理：在市电正常时，输出功率以市电为主，双向变换器⼯作在整流状态对蓄电池组补充充电；市电异常时，由双向变换器提供全部的输出功率。
特点：电路简单，价格低廉，逆变器可以双向⼯作，充电能⼒强，切换过程需要时间，频率不可调，对市电的要求较⾼。
3、双变换UPS图⽚3⼯作原理：⽆论市电是否正常，均由逆变器经相应的静态开关向负载供电。
市电正常时，整流器向逆变器供给直流电，并对蓄电池组补充充电；当市电异常时，蓄电池组放电向逆变器供给直流电。
特点：正常情况下，负荷由逆变器全部提供，电源输出质量⾼，切换时间为0，可靠性⾼，但两次转换存在损耗，效率较低。
⼆、 UPS冗余⽅式在通信机房常见冗余⽅式有以下⼏种：1、主从串联热备份正常情况下主机带载，从机空载，负荷不均分；主从机之间互换较困难，从机电池长期空载，设备⽼化不⼀致；从机需要有带阶跃性负载的能⼒，否则会出现主机切从机，从机切旁路情况；该⽅法⽬前基本不再使⽤。
图⽚42、并联冗余并联冗余采⽤N+1⽅式，N为主⽤，1为备⽤，当N=1时，就构成1+1⽅式，两台机器各带50％负荷，过载能⼒强，可靠性⾼，扩容较为⽅便，该⽅法应⽤普遍。
图⽚53、系统冗余常见的是双总线系统，系统内部设备独⽴，配电系统独⽴，是⽬前业内公认的最可靠及可⾏的⼯作⽅式，冗余⽅式发挥作⽤前提是负载设备配备双电源模块，且两个电源模块式负载分担模式⼯作，该⽅法也被普遍采⽤。
后备式UPS电源和双变换在线式UPS电源的主要特点
后备式UPS电源和双变换在线式UPS电源
的主要特点
一、后备式UPS电源的主要特点功率范围：300～2000V A 工作特点：对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载，当输入电源不符合要求时才由电池供电。
在绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理过后给负载供电。
优点：成本低、部件少、体积小、效率高缺点：市电/电池供电转换时间：4～10ms 输出精度低、输出波形差、输出波形为方波。
主要应用对象：单台计算机系统的断电保护市电异常电池工作时，后备式UPS 电源工作原理图
二、双变换在线式UPS的主要特点
功率范围：1~800KV A工作特点：市电经过整流转换为直流，由逆变器调制出稳定的正弦波。
优点：负载端与市电输入端处于优良的”电隔离“状态之中、输出波形好、输出电压质量高、无论负载突变或负载稳定时均呈现优异的带载特性。
缺点：效率低、成本高，主要应用对象：计算机及网络系统、精密仪器仪表、工业系统的断电保护，目前此产品广泛使用。
市电异常电池工作时，双变换在线式UPS电源工作原理图。
UPS工作原理及简易结构图ppt课件
输出功率大； 效率高； 故障率低； 电流峰值大，对冲击负载适应能力强； 但缺点是：输出电压精度一般不如传统双变换高。
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串并联式UPS技术
基本工作原理
串联调整，图2.39 并联调整，图2.40，图2.41 串并联调整，图2.43
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40
中频UPS工作原理
系统组成与工作原理
矢量变频器 蓄电池组 静态开关 DC/DC变换器
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中频UPS工作原理
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中频UPS工作原理
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中频UPS工作原理
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电力有源滤波技术
传统谐波抑制和无功补偿多采用无源滤波技术， 如电力电容器等无源滤波器。 无源滤波器存在的主要问题： 抑制固定次数谐波，并会对某些次数谐波产 生谐振，造成谐波放大； 补偿固定无功功率，对变化无功负载不能精 确补偿； 滤波特性受到系统参数影响很大。
各组成部分：
主电路、调整电路、正弦脉宽调制电路、驱动电路构成双 闭环调节系统，使UPS输出电压稳定，输出波形失真小；
跟踪倍频技术、正弦脉宽调制（SPWM）电路、驱动电 路构成控制电路，使UPS输出频率稳定；
主电路中设置大容量滤波电路，提高UPS抗干扰能力； 充电、保护及其他辅助电路
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串并联式UPS技术
DC电容器，对直流总线上的高频电流纹波提供 能量储存，并且抑制电池上的电压纹波。
静态开关，由反接并联可控硅组成，一个为主静 态开关，一个为旁路静态开关，旁路作用为当 UPS过载或逆变器故障时，保证不间断切换至电 网供电，主静态开关保证当电网故障转换为电池 供电时，UPS电压不反馈到电网。
在线式UPS与后备式UPS的区别
在线式UPS与后备式UPS的区别UPS分为在线式（On Line）和后备式（Off Line 或Back up或Stand by）两种。
我们用图来讨论在线式和后备式的含义。
下图时UPS 构成方框简图。
所谓简图就是还有许多环节被省略了，为了说明问题的方便起见，其他环节专注于直流UPS定制厂家----艾德杰后续再补充进来。
在线式UPS的工作是这样进行的：当电网电压U in正常供电时，其能留的途径是：当输入的电网电压出故障（失压或超出正常范围）时，K0断开，其能流的途径变为：由能流图可以看出：当电网电压由“有”变为“无”时，UPS的供电是没有任何间隔的。
因此在线式的含义就是：即是再电网电压正常供电时，UPS的输出也是将外来电压经过本身的加工转换后再送到输出。
UPS是不间断电源的简称。
其含义就是在外电网（市电）供电中断时，该设备就骑着发电机的作用，使供电继续下去。
当然这种蓄能时间是有限的，目前市场上常见UPS的蓄能时间在10分钟左右。
但这些往往不能满足所有用户需求，需要定制UPS，又苦于找不到厂家，弄得厂家很痛苦，武汉艾德杰电子有限责任公司是工业电源定制服务倡导者，专注于直流UPS定制21年，愿意成为您忠实的仆人，为您排忧解难，免费热线：肆零零零贰柒玖叁玖壹。
当然，若电网供电正常而逆变器故障，这是开关K2断开而K1闭合，这种转换就是有间隔的，为了使这种间隔不影响负载工作，当然间隔时间越短越好，一般不应大于3ms,所以大都采用了静态电子开关。
这是的能流途径是：及外来电压被一旁路开关K1直接输送到负载。
后背式的能力图示：在外电网滴啊呀供电正常时，当电网电压正常时，其能留途径是：这个过程和在线式的一样，不同点就在于外电网电压正常时不一样，所以后背式UPS的含义就是：在外电网滴啊呀正常时，UPS的任务仅仅是对自身蓄电池充电。
而其输出U out一般是输入的U in未经过任何加工转换而来的。
所以只在外电网电压异常时，才启动本身的逆变器，当然也有的事逆变器处于热备用状态。
UPS工作原理及简易结构图讲课文档
第45页，共55页。
电力有源滤波技术
基本组成：
指令运算电路 补偿电流发生电路
由电流跟踪控制电路； 驱动电路； 主电路。
第46页，共55页。
电力有源滤波技术
有源滤波 基本框图
DELTA变换器，由IGBT构成四象限脉宽调制变换器，其为可变 电流源，调整电池电压控制输入功率。
基本功能：控制输入电流幅值和电流正弦波形、控制电池充电、调整输 入功率因素、补偿输入输出之间差值。
DELTA变压器，用于UPS输入输出之间隔离，电流相位、波形和幅值 均由其控制。
第30页，共55页。
抑制固定次数谐波，并会对某些次数谐波产生谐 振，造成谐波放大；
补偿固定无功功率，对变化无功负载不能精确补偿；
滤波特性受到系统参数影响很大。
第44页，共55页。
电力有源滤波技术
电力有源滤波器主电路一般由PWM逆变电 路构成，根据逆变器直流侧储能元件的不 同分为电压型APF（电容储能）和电流型 APF（电感储能）。
串并联式UPS技术
DC电容器，对直流总线上的高频电流纹波提供 能量储存，并且抑制电池上的电压纹波。
静态开关，由反接并联可控硅组成，一个为主静 态开关，一个为旁路静态开关，旁路作用为当 UPS过载或逆变器故障时，保证不间断切换至电 网供电，主静态开关保证当电网故障转换为电池 供电时，UPS电压不反馈到电网。
第9页，共55页。
准方波输出后备式UPS工作原理
第10页，共55页。
准方波输出后备式UPS工作原理
市电恢复切换
切换控制电路必须协助逆变器实现以下目标：
UPS的三种形式(在线式、在线互动式、后备式)
1、后备式UPS电路结构图1 后备式UPS电路结构1)充电器。
当市电正常时，充电器对蓄电池进行充电和浮充电。
2)以DC/AC逆变器。
当市电存在时，逆变器不工作;市电中断时，由它将直流电(由蓄电池供给)转变成符合负载要求的交流电，电压波形有方波、准方波和正弦波3种形式。
3)输出转换开关。
当市电存在时，输出转换开关接通输入电源，向负载供电;市电中断时，输出转换开关在断开市电回路的同时接通逆变器，由逆变器继续向负载供电。
4)智能调压电路。
市电存在时，智能调压电路可用来调节并稳定输出电压。
[3]2、后备式UPS特点后备式UPS优点体积小，效率高，价格低廉，运行费用低。
由于在正常情况下逆变器处于非工作状态，电网电能直接供给负载，因此后备式UPS的电能转换效率很高。
[4]后备式UPS缺点负载同上线供电系统没有真正隔离；较长的转换时间，缺少真正的静态开关，这意味着把负载转换到逆变器所需要的时间相对较长[3]。
虽然某些应用场合下这种转换时间是可以接受的(例如单独的计算机等)，但这种性能是不能满足大型或复杂的敏感型负载的要求(例如大型计算机中心，电话交换机等)；输出电压不能调整；输出频率取决于交流输入电源的频率，也不能调整。
后备式UPS应用场景后备式UPS主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合。
后备式UPS切换时间一般小于10毫秒[2]，因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。
不过实际上切换时间很短，而一般计算机或用电设备本身的交换式电源供应器在断电时应可维持10毫秒左右，用电设备一般不会因为这个切换时间而出现问题。
1、在线式UPS电路结构图2 在线式UPS电路结构在线式UPS是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，逆变器一直处于工作状态。
所以当停电时，UPS能马上将其存储的电能通过逆变器转化为交流电对负载进行供电，从而达到了输出电压零中断的切换目标。
2、工作原理当在线式UPS在电网供电正常时，电网输入的电压一路经过噪声滤波器去除电网中的高频干扰，以得到纯净的交流电，进入整流器进行整流和滤波，并将交流电转换为平滑直流电，然后分为两路，一路进入充电器对蓄电池充电，另一路供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V，50Hz的交流电供负载使用。
后备式ups工作原理
后备式ups工作原理
后备式UPS（不间断电源）的工作原理可以分为两个主要步骤：正常供电和备用电池供电。
在正常供电情况下，UPS将电源的交流电转换为直流电，并利用直流电供电给设备。
同时，通过内部的稳压电路，UPS
稳定输出电压，确保设备得到稳定的电力供应。
当主电源中断时，UPS会立即切换到备用电池供电。
备用电池会自动将储存的直流电转换为交流电，并通过逆变器转换为供电设备所需要的交流电。
这个过程几乎是即时的，以确保设备不会受到电力中断的影响。
同时，UPS还会监测主电源的恢复情况。
当主电源恢复正常后，UPS将重新切换回正常供电模式，同时充电备用电池，以备下一次电力中断。
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发电厂、变电站事故照明、润滑油泵、水泵供电； 楼宇、小区消防、紧急照明； 矿山、钢厂等应急用电； …… 在以上诸多场合，若采用在线式 UPS，当然能满足要求，但一方面电源的“大材小用”， 造成不必要的投资；另一方面由于在线式 UPS 的系统效率较低，从而造成电能的巨大损耗， 若采用大容量后备式 UPS，可完全克服上述弊端。
m 对于大容量后备式 UPS 来说，由于其负载往往是电动机负载，冲击时间比较长，特别是大功 co 率风机，由于其惯性较大，起动时间有的达到 10s 以上，由于电动机起动瞬间由 5～7 倍冲 s. 击电流，在电源与电动机容量接近的情况下，常规 UPS 不能承受 5～7 倍、并持续 10s 以上 an 的过载，若仅仅将电源余量增加，必然造成投资增加，本文采用快速电流反馈控制技术，可 cf 使逆变电源的容量与电动机容量相接近，从而大大降低电源成本。
大容量后备式 UPS
合肥阳光电源有限公司 曹仁贤 合肥工业大学电气学院 李维华
常规的大容量 UPS 均为在线运行方式，即在市电掉电或恢复时进行无间断（0 毫秒）切 换，以保证重要负荷的不间断供电，而常规的后备式 UPS 往往容量在 2kVA 以下。
事实上有很多场合并无必要安装在线式 UPS，但其负载功率往往也较大，如在以下应用 场合：
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5 结语
（1）大容量后备式 UPS，由于其成本低、效率高，可在消防、事故照明、应急供电等 场合推广使用。
（2）大容量后备式 UPS 的负载多为电动机负载，因此，其逆变器必须具有较强的过载 能力。
（3）大容量后备式 UPS 的 “市电 逆变”切换电路尤为重要，必须确保可靠切换。
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i 《大容量后备式 UPS》发表于 2001 年《UPS 应用》第九期。
m 1 大容量在线式与后备式 UPS 原理 co 在线式 UPS 原理如图 1（a）所示，交流市电经过整流后一方面给蓄电池组充电，另一
s. 方面给逆变器供电，一旦交流失电，整流器将停止工作，逆变器的输入将有蓄电池组供给； an 后备式 UPS 原理如图 1（b）所示，交流市电正常情况下交流电力经过静态旁路开关给负载 cf 供电，而逆变器则处于热备份状态，一旦市电电压异常，逆变器将自动投入运行，两组静态 le 开关互锁，保证交流市电和逆变输出电源之间不造成环流。
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逆变器
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s T 5 S 1 lecfan 图 3 电压电流双闭环系统 www.e 4 市电 逆变切换技术 // 尽管大容量后备式 UPS 的负载允许一定的时间间断，但采用了静态旁路开关和适当的控 p: 制后，可以将切换时间控制在半个周期（10ms）之内，切换必须保证两电源之间的环流在允 tt 许范围内。 h （1）市电掉电时的切换
由于后备式 UPS 正常由旁路供电（其运行方式与在线式 UPS 相反），在市电掉电时必须 立即将市电静态开关 SCR1 关断，切换电路图如图 4 所示，两组静态开关在逻辑上必须保证 互锁。由于晶闸管为半控型功率器件，关断条件除了门极不加触发信号外，晶闸管电流必须 小于维持电流，也叫过零关断。切换控制器时刻检测交流市电电压，市电掉电的判断是具有 一定难度的，图 5 所示为市电电压采样图，市电（图 a）经过整流后（图 b）再经过 DSP 处 理器采样，所谓市电掉电，其电压变化趋势将不随正弦函数曲线，因此根据电压变化趋势给 出市电掉电信号，与此同时，控制器将立即撤销市电通路上晶闸管 SCR1 触发信号，但此时 并不能立即触发逆变器通道的晶闸管 SCR2,必须检测到市电电流 I1 为零，才能触发 SCR2。
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图 2 具有限流功能的逆变电源
具有限流功能的逆变电源原理如图 2 所示，逆变器输出电压、电流经过采样后由直接数 字处理器计算并得到当前的输出电压、电流值，当输出电流值超过限流值并经历一定的时间 后，在判断输出电流是否继续上升。若上升，则降低输出电压，以保证输出电流不超过限流 值，由于采用了专门用于电动机和电源控制的 DSP 控制器（TMS320F240），其运算速度很快， 可在电动机起动时限制电源的冲击在电动机额定电流的 2 倍以下，从而保证逆变电源的可靠 运行。电压、电流双闭环系统动态图如图 3 所示，电流调节为内环，只在负载扰动 Id1 超过
2 大容量后备式 UPS 技术方案
大容量后备式 UPS 虽然其原理于 500VA 后备 UPS 一样，但由于其输出功率较大，因此仍
有很多关键的技术问题，主要有：
适合应用于电动机负载的大功率逆变技术；
大容量后备式 UPS 的 市电
逆变切换技术。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 大功率逆变电源
将直流电力转换为交流电力，时相对成熟的技术，常规的 UPS 内部都有逆变器部分，但
1/3。 2) 系统效率大大提高，由于市电正常时，电源由交流旁路供电，只有浮充充电机很小
的耗电和静态开关产生的损耗，另外电源输入端由于无整流性负载，因此其功率因 数只与负载有关，当负载为阻性时，无须校正，功率因素为 1。 3) 系统带载能力较强，旁路供电时逆变电源并不承担负载，而静态开关均采用大功率 晶闸管模块，其允许过载能力很强，可带动电动机等感性负载。
2
允许值时起作用，而电压调节器保证输出电压的稳定，关键是电压调节器和电流调节器的设 计。
采用直接数字处理器 TMS320F240 作控制算法，可方便实现双闭环控制，由于该处理器 运算速度很快，在一个指令周期内（50ns）内即可完成一次乘法运算，另外，具有 12 路 PWM 发生通道和双 10 位 A/D 转换模块、时钟模块等，可方便生成正弦波基准信号，同步锁相及 限流功能。
4
3
上述两个条件都具备了，此时立即撤销逆变器通道 SCR2 的触发信号，并检测逆变器通道的 电流 I2，一旦电流过零，立即触发市电通道晶闸管 SCR1，这就完成了一次切换。
SCR1
市电 ～
I1
U2
逆变器
～ I2 U1
SCR2
控制、隔离、触发
输出电流
U 市电 (a)
ωhtttpU图:图/市电/54ww市切w(电b换.)电e电压l路e采c样fansω.tcom U 市电
http://www.e 交流市电
整流器
逆变器
不间断输出
蓄电池组
(a) 静态旁路开关
交流 市电
充电 机
逆变 器
有间断 输出
(b) 图 1 在线式和后备式 UPS 原理框图
1
在供电要求不高的场合，采用大容量后备式 UPS 有许多优势，主要有： 1) 大大降低电源成本，由于省略了与逆变器等同功率的整流器，因而电源成本可降低