UPS常见结构和工作原理课件

第二节 常用UPS结构形式及特点
• 8.2.2． 传统双变换在线式 • 目前，大功率UPS 仍多采用传统双变换在线式电路
结构，它属于串联功率调整传输方式。图6.2是传统 双变换在线式UPS 的电路结构框图。它是在线式UPS 的最初形式，因此称之为传统在线式。它的基本设 计思想是，市电存在时，将市电交流电通过整流滤 波电路变换为直流电，然后再将直流电通过DC /AC 逆变器变换成纯净稳定的正弦波电压向负载供电。 后备电池接在直流母线上，市电掉电后，由电池逆 变后给负载继续供电。下面，具体介绍其功能和特 点。
UPS常见结构和工作原理
第一节 UPS的分类
• 8.1 UPS的分类 • 对UPS的常见分类如下： • 按输出波形分为：方波（准正弦波）、阶梯波和正弦波。 • 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。
• ③ 静态旁路开关：由正反极性并接的可控硅构成，当逆变器 过载或发生故障时，逆变器切断输出，静态开关自动转换接 通，由市电直接向负载供电。静态开关为智能型大功率无触 点开关，转换时间在2-3ms 。
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。
较强的充电能力，或者外加相应容量的附加充电器。 • ② DC -AC 逆变器：市电正常时，逆变器不工作；市电掉电时，由它将直流电压
（电池供给）变成符合负载要求的交流电压，电压波形有方波、准方波、正弦波 三种形式。 • ③ 输出转换开关：市电正常时，接通输入电源向负载供电；市电掉电时，断开电 网，接通逆变器，继续向负载供电。 • （2）性能特点 • ① 当市电正常时，效率高，可达98 ％以上。 • ② 当市电正常时，输入功率因数和输入电流谐波取决于负载电流，UPS 本身不产 生附加输入功率因数和谐波电流失真。 • ③ 当市电正常时，输出能力强，对负载电流波峰系数、浪涌电流系数、输出功率 因数、过载等都没有严格的限制。 • ④ 当市电正常时，输出电压精度和稳定度差，但能满足一般负载的供电要求。 • ⑤ 市电掉电时，输出有转换时间，一般可做到4-10ms 左右。 • ⑥ 当市电正常时，整机要靠附加滤波电路提高UPS 双向抗干扰功能。 • ⑦ 电路简单、成本低、可靠性高UPS。常见结构和工作原理
• 后备式是静止式UPS 的最初形式，应用广泛，技 术成熟，一般只用于小功率供电的范围。
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第二节 常用UPS结构形式及特点
220±4％～±10％V
市电 175～264V
充电器
逆变器
负载
电池组
• 后备式电路结百度文库框图
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第二节 常用UPS结构形式及特点
• （1）功能部件 • ① 充电器：市电正常时，对蓄电池充电并浮充，如果是长延时UPS ，就要求它有
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第二节 常用UPS结构形式及特点
• ② 逆变器：完成DC/AC 的转换功能，向输出端提供高质量 电源，无论由市电供电或转由电池供电，逆变器都在线工作。 在市电逆变和电池逆变这两种工作状态相互转换时，输出电 压切换时间为零。在小功率单相双变换UPS 中，由于电池电 压低，逆变器输出需要采用隔离变压器，把电压提升到负载 所 需 要 的 额 定 电 压 220V 。 在 三 相 大 功 率 UPS 中 ， 输 出 DC/AC 逆变器多采用全桥电路，除了提升电压的要求外，还 因为全桥电路没有零电位输出，所以必须在逆变器输出端加 隔离变压器，变压器初级为三角形接法，分别接在全桥电路 的3 个桥臂的中点，次级则用星型接法，形成三相四线制电 源供给负载。
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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。
• 8.2.1后备式
• 后备式是相对在线式而言，区分方法是看逆变器 是否工作。当交流输入电源正常时，UPS 只是将 输入电源过滤后输出，同时通过充电器为电池充 电；交流输入电源中断后，UPS 切换为电池和逆 变器电路供电。逆变器只有在交流输入电源中断 后才开始工作。后备式电路结构如图所示。
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第一节 UPS的分类
• 8.1 UPS的分类 • 对UPS的常见分类如下： • 按输出波形分为：方波（准正弦波）、阶梯波和正弦波。 • 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
维修开关
旁路输入空开
输入EMI
市电输入空开 整流
1
逆变 切换开关
输出EMI
2
负载
3
4
充电器
电池组
• 传统双变换在线式UPS的电路 结构图
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第二节 常用UPS结构形式及特点
• （1） 功能部件
• ① 整流器：当市电存在时，实现AC/DC 的转换功能，一 方面向DC / AC 逆变器提供能量，同时还向蓄电池充电。 由于整流电路把市电输入电流变成脉冲波，输入电流谐 波成分大，造成输入功率因数低，因此需要附加奇次谐 波滤波器。在三相电路中，可增加一个输入隔离变压器， 变压器的次级有两个匝数相同的绕组，一个采用三角形 接法，另一个采用星型接法，将这两组分别整流，再配 以相应的滤波器，就构成了12 脉冲整流。为了进一步提 高输入功率因数，减小对电网的污染，当前在中小功率 的传统双变换UPS 中，开始使用高频整流（PFC）电路， 可将输入功率因数提高到0.99。