鄭州愷德?tīng)柨萍及l(fā)展有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)UPS電源的選擇，也是經(jīng)過(guò)慎重考慮，下面就三種UPS電源原理以及適用場(chǎng)合做出分析。
在線互動(dòng)式（interactive）ups電源
在線互動(dòng)式ups電源，也稱為線交互式、“準(zhǔn)在線”輸出ups電源或“三端口型”ups電源。其工作原理可簡(jiǎn)述如下。
1．當(dāng)市電供電正常時(shí)，在線互動(dòng)式ups工作原理
當(dāng)市電供電正常時(shí)（市電壓在150～276伏之間），市電電源經(jīng)低通濾波器對(duì)從市電電網(wǎng)竄入的射頻干擾及傳導(dǎo)電磁干擾進(jìn)行適當(dāng)衰減抑制后，將分如下調(diào)控通道去控制ups電源的正常運(yùn)行。
?。╝）50hz交流市電首先經(jīng)整流濾波器變成直流電源，被送到逆變器／充電器控制模塊上，當(dāng)市電供電正常時(shí)，在線互動(dòng)式ups的逆變器處于停機(jī)狀態(tài)，此時(shí)唯一起作用的是充電器。這樣，直流電源便經(jīng)充電器向位于ups機(jī)內(nèi)的蓄電池組充電，以便在市電供電不正常時(shí)支持逆變器運(yùn)行。
?。╞）當(dāng)市電電源的電壓處在175～264伏之間的范圍時(shí)，ups電源將把一個(gè)不穩(wěn)壓的市電電源直接送到負(fù)載上。鑒于微機(jī)開(kāi)關(guān)電源所允許的市電電壓工作范圍在150～264伏之間，所以，這時(shí)用戶的微機(jī)仍可正常運(yùn)行。
?。╟）當(dāng)市電電源的電壓處在150～175伏之間時(shí)，鑒于市電輸入電壓偏低，輸入幅值偏低的市電電源在經(jīng)升壓處理后，會(huì)將一個(gè)幅值較高的市電電源經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載。
?。╠）當(dāng)市電電源的電壓處在264～276伏之間，為防止較高的市電電壓損壞用戶的負(fù)載，ups從降壓繞組所輸出的市電電壓，會(huì)經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送往負(fù)載，從而使用戶負(fù)載安全運(yùn)行。
綜上所述：當(dāng)市電供電正常時(shí)，在線互動(dòng)式ups送往用戶負(fù)載的電源實(shí)際上是一路穩(wěn)壓精度很差的市電電源。而且，還須頻繁地調(diào)整輸入開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)。由于其常采用小型繼電器作調(diào)控開(kāi)關(guān)，會(huì)造成ups對(duì)負(fù)載的供電瞬態(tài)中斷，從而在負(fù)載的輸入端造成瞬態(tài)擾動(dòng)。因此，有的廠家利用由可控硅所構(gòu)成的“靜態(tài)開(kāi)關(guān)”來(lái)代替小型繼電器開(kāi)關(guān)，從而改進(jìn)了在線互動(dòng)式ups的輸出特性。然而，如果把這種在線互動(dòng)式ups連到被諧波嚴(yán)重“污染”的電網(wǎng)中時(shí)，會(huì)造成可控硅誤動(dòng)作。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起微機(jī)“自檢誤動(dòng)作”，從而造成用戶的數(shù)據(jù)或程序被破壞和丟失。
2．當(dāng)市電供電不正常時(shí)，在線互動(dòng)式ups的工作原理
當(dāng)市電供電不正常時(shí)（市電輸入電壓低于150伏或市電輸入電壓高于276伏），這時(shí)在機(jī)內(nèi)邏輯控制電路的調(diào)控下，ups電源的各關(guān)鍵控制部件將會(huì)完成如下操作：
?。╝）逆變器／充電器控制模塊將會(huì)從原來(lái)的“充電順”工作方式轉(zhuǎn)入“逆變器”工作方式。
?。╞）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在切斷交流旁路供電通道能往負(fù)載端的同時(shí)，把逆變器供電通道同負(fù)載連接起來(lái)，只有在此時(shí)，用戶才能得到直正的純正正弦波電源。
?。╟）在邏輯控制電路的調(diào)控下，充電器停止工作。
對(duì)于在線互動(dòng)式ups來(lái)說(shuō)，僅當(dāng)市電供電不正常時(shí)，才由逆變器向外提供高質(zhì)量的正弦波電源（按常用蓄電池配置，其工作時(shí)間約為8～10分鐘）。相反，在市電供電正常時(shí)，它向外提供的是僅對(duì)市電電壓稍加穩(wěn)壓處理的質(zhì)量偏低的正弦波市電電源。
?。髠涫剑╫ffline）方波輸出的ups電源
這是一種價(jià)格低廉，但能滿足一般用戶要求的普及型ups電源，其調(diào)控功能可概括為：
?。╝）當(dāng)市電供電正常時(shí)，將原來(lái)電壓變化起伏很大的市電電源經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)易的交流穩(wěn)壓器稍加處理后，向用戶負(fù)載供電。
（b）當(dāng)市電供電不正常時(shí)，由機(jī)內(nèi)的逆變器電源向負(fù)載提供50hz方波穩(wěn)壓電源。
所謂“后備式”是對(duì)逆變器而言的，這是因?yàn)楫?dāng)市電供電正常時(shí)，位于機(jī)內(nèi)的逆變器電源是一直處于關(guān)機(jī)待命狀態(tài)的，它并沒(méi)有工作，僅在市電供電不正常時(shí)才工作。下面將簡(jiǎn)述這種ups的工作原理。
?。?）當(dāng)市電供電正常時(shí)（市電電壓處于175～264伏之間時(shí)），先經(jīng)由低通濾波器對(duì)來(lái)自市電電網(wǎng)的高頻干擾進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p抑制后分兩路去控制后級(jí)電路的正常運(yùn)行。
?。╝）經(jīng)充電器對(duì)ups機(jī)內(nèi)的蓄電池組充電，以備市電供電中斷時(shí)，支持ups的正常運(yùn)行。
?。╞）位于交流旁路供電通道上的“變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)壓電源”對(duì)電壓變化起伏較大的市電電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理后，經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)向負(fù)載供電。此時(shí)，逆變器一直處于“停機(jī)”待命狀態(tài)。即當(dāng)市電供電正常時(shí)，后備式ups的逆變器處于“自動(dòng)關(guān)機(jī)”狀態(tài)。
?。?）當(dāng)市電供電不正常時(shí)，后備式方波輸出ups將按下述方式運(yùn)行：
（a）充電器停止工作。
?。╞）由逆變器提供50hz有效值為220伏的穩(wěn)壓方波電源。
?。╟）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將負(fù)載同逆變器電源的輸出端連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)由方波逆變器電源向負(fù)載供電的轉(zhuǎn)變。但由于逆變器電源向負(fù)載所提供的是方波電源而不是正弦波電源，這就要求在用戶的負(fù)載中，只能帶電阻性或開(kāi)關(guān)電源型負(fù)載，不能帶電感性負(fù)載（如日光燈、變壓器和電風(fēng)扇等）。否則，會(huì)造成ups的逆變器電源或用戶的負(fù)載設(shè)備被損壞。
對(duì)于后備式方波輸出ups而言，當(dāng)市電供電正常時(shí)，它向用戶所提供的電源為對(duì)市電電壓稍加穩(wěn)壓處理過(guò)的“低質(zhì)量”的正弦波電源。當(dāng)市電供電不正常時(shí)，它向用戶所提供的是有效值為220伏的穩(wěn)壓方波電源。
綜上所述，無(wú)論是后備式還是在線互動(dòng)式ups，其工作原理決定了此兩種ups均不能時(shí)時(shí)在線地向用戶負(fù)載提供標(biāo)準(zhǔn)正弦波電源。因此，在對(duì)供電質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)中，宜選用可時(shí)時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)正弦波電源的真正在線的雙變換在線式ups。
