菲尼克斯phoenixquint4-cap/24dc/5/4kj电源
ups即不间断电源(uninterruptible power supply),是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备,提供不间断的电源。 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。
不间断电源(ups)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他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。 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、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。
典型的ups系统框图如图1所示,它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器,以及把直流电再变为交流电的逆变器,电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上,一旦市电供电中断时,蓄电池立即对逆变器供电以保证ups电源交流输出电压。下面几种简图示意了ups的各种工作情况(以在线式ups电源为例)。
(1)市电在ups所允许的范围内正常供电时,粗线描绘了电源能量的流向。
(2)主电源故障即市电被切断后,电源将瞬间改由逆变器提供能量。
(3)当所带负载过大或电源内逆变器出现故障时,ups将打开旁路由主电源直接供电,。
连接方式
(1)单台ups电源能够供给全部负载,连接图如系统的原理图,连接方法较简单。
(2)总负载功率需要二台或更多台ups电源供给,这种连接方式称作并联无备份方式。
(3)二台或二台以上ups电源其总容比负载总容量要多,但该系统比负载总容量必须多一台ups电源的容量,任何一台ups电源故障时,其余仍能供给全部负载,如图6所示。这种连接方式称作并联有备份方式。
(4)整个ups电源系统出现故障后,市电将ups电源脱开,直接接通负载,且不影响ups电源系统的维修,这种线路设计如图7所示。
当ups电源系统*时,维修开关打开,输入开关、输出开关闭合;当ups电源系统故障时,维修开关闭合,输入开关、输出开关打开。这样,保证了用电负载的正常工作,而又不影响对ups电源系统故障的在线维修。
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随着计算机应用系统对电源的要求越来越高ups日益受到重视,并逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压冲浪等功能的电力保护系统。尤其是在电网的线路及供电质量不太高、抗干扰的技术落后,同时计算机系统对电源的要求又比较高的情况下,ups的作用就显得更加明显。
ups的保护作用首先表现在对市电电源进行稳压,ups的输入电压范围比较宽,一般情况是从170v到250v,而输出电源的质量是相当高的,后备式的ups输出电压在5%~8%,输出频率稳定在1hz;如图1,在线式ups输出电压稳定在3%以内,输出频率稳定在0.5hz。在市电正常时,ups电源相当于交流市电稳压器;同时市电对蓄电池进行充电,此时也相当于充电器。在市电突然掉电的情况下,ups自动切换到蓄电池供电,使计算机维持正常工作,保护软硬件不受损害。
ups根据新标准iec(电工委员会)按其结构和运行原理分为以下3类:
(1)被动后备式ups电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间仅简单地作为备用电源使用。此种ups电源,在市电正常时,负载*而且是直接地市电供电,逆变器不做任何电能变换,蓄电池由独立的充电器供电;当市电不正常时,负载*由逆变器提供电能。
被动后备式ups具有结构简单、廉等优点,运用于某些非重要的负载使用,如家用计算机等。但市电断电时,继电器将逆变器切换至负载,切换时间较长,一般需几个毫秒的间断,所以稍微重要的计算机设备不应选用被动后备式ups电源。
(2)在线互动式ups电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间,起后备电源作用,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。通过逆变器的可逆运行方式,与市电相互作用,因此被称为互动式。此种ups电源,在市电正常时,负载由经改良后的市电供电,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电,此时逆变器起ac/dc变换器的作用;而当市电故障时,负载*由逆变器供电,此时,逆变器起dc/ac变换器的作用。
在线互动式ups具有结构较简单、实施方便、且易于并联、便于维护和维修、效率高、运行费用低、整机可靠性高等优点,性能满足某些负载要求,特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。此种电源缺点是稳压性能不高,尤其动态响应速度低,其次抗力不强,电路会产生谐波干扰和调制干扰。
(3)双变换式ups电源
指逆变器串联连接在交流输入与负载之间,电源通过逆变器连续地向负载供电。此种ups电源其供电方式如下:市电正常时,市电经过整流器、逆变器向负载供电;市电不正常时,由蓄电器经逆变器向负载供电。
双变换式ups是ups电源的主流产品,具有性能好、电压稳定度与频率稳定度高、功能强、具有热备份连接和并联冗余联结的功能等优点,其不足之处是当容量少于10kva以下,其整机效率不高,一般在85%左右。
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新型ups中的逆变器大多采用了pwm技术,同时采用了石英晶体振荡控制逆变器的频率,通过电压负反馈电路确保输出电压的稳定。它具有开关电源的一系列优点,通过精确调整脉冲宽度,保证功率稳定输出,同时.开关电源技术的应用,也使其自身损耗大大降低。主要技术指标如下:
(1)额定输出功率和输出功率;
(2)切换时间;
(3)输出电压稳定度,参考值±0.5%~±2%;
(4)输出频率稳定度,参考值±0.01%~±0.5%;
(5)输出波形纯正(正弦波输出),电压畸变小于1%,不存在潜波失真的问题;
(6)效率高、损耗低。参考指标高于90%;
(7)*工作时间。由于微处理器监控技术和的igbt驱动型spwm等高技术的采用,目前的ups已达到了*的可靠性水平,对于大型ups电源来讲,其单机的年均*工作时间(mtbf)已超过20万小时。如果采用双总线输出的多机“冗余型ups供电系统,其mtbf甚至可达1000万小时数量级。
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关键词:稳压器 电池 逆变器 蓄电池 电子设备
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