APC/SUA1000ICH/UPS電源1000VA*

品牌 APC/MGE 型號 SUA1000LCH設(shè)備類型 在線互動式UPS 額定容量 0.75（KVA） 輸出電壓范圍 220（V） 輸入電壓范圍 220（V） 備用時(shí)間 10 轉(zhuǎn)換時(shí)間 0（毫秒(ms)） OEM 不可OEM APC不間斷電源UPS報(bào)價(jià)   APC  SUA1000LCH內(nèi)置電池在線式UPS，內(nèi)置2節(jié)12V11AH電池

一、引言

UPS(Uninterruptible Power System),，即不間斷電源系統(tǒng)，是一種含有儲能裝置(通常為蓄電池)，以逆變器為主要組成部分的恒電壓、恒頻率輸出的不間斷電源系統(tǒng),。主要應(yīng)用于要求設(shè)備24小時(shí)供電的場合，如通訊設(shè)備,、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備等,。當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)儲能裝置的電能,，通過逆變轉(zhuǎn)換的方式向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)交流電,，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞,。

關(guān)鍵字：UPS,、整流、逆變器,、開關(guān)電源

APC/SUA1000ICH/UPS電源1000VA*

二,、UPS系統(tǒng)介紹及過程分析

圖一是個(gè)非常典型的UPS在地鐵中的應(yīng)用，從上圖中可以明顯看到,，該系統(tǒng)包含配電柜、UPS電源和外置維護(hù)開關(guān),，終端負(fù)載為各機(jī)電系統(tǒng),，如信號系統(tǒng)、通信系統(tǒng),、綜合監(jiān)控系統(tǒng),、自動售檢票系統(tǒng)、自動列車監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng),。配電柜的作用是對用電設(shè)備進(jìn)行配電和控制,，在電路出現(xiàn)過載、短路和漏電時(shí),，配電柜還可以進(jìn)行斷電保護(hù);外置維護(hù)開關(guān)主要是在維護(hù)檢測過程中閉合,，旁路掉UPS的電路,，使電能從外置維護(hù)開關(guān)的電路上通過，實(shí)現(xiàn)了在保證后端負(fù)載能夠得到正常供電的情況下不影響對設(shè)備的維護(hù);在市電異常,，配電柜斷電的情況下,，UPS電源通過儲能裝置給后端的設(shè)備供電。

UPS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖二,，主要由五部分組成：電源輸入電路,，進(jìn)行AC/DC變換的整流器，進(jìn)行DC/AC變換的逆變器,，輸出切換電路以及蓄能電池,。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的。凈化功能由儲能電池來完成,，由于整流器對瞬時(shí)脈沖干擾不能消除,，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流能量的功能外,，對整流器來說就像接了一只大容量電容器,，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比,。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成,，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù),，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開關(guān),，主機(jī)自檢故障后的自動旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制,。

下面結(jié)合UPS的內(nèi)部結(jié)構(gòu),，分析市電供電和斷電兩種狀態(tài)下UPS的工作過程：

1、市電正常時(shí),，交流電通過主電輸入端口,，交流電輸入經(jīng)整流濾波變換成直流后，再通過SPWM逆變器逆變,，然后交流電供給輸出,，后通過逆變靜態(tài)開關(guān)切換到用戶負(fù)載，形成整個(gè)供電的通路,。在UPS系統(tǒng)中,，之所以在市電供電的情況下還需經(jīng)過整流、逆變等電路,，而不是直接由市電給后端的用戶負(fù)載供電,，其目的是提高供電、用電的質(zhì)量。同時(shí),，通過整流后的直流也給予電池組充電,，詳細(xì)過程見圖三，工作路線見圖中的標(biāo)示,。

2,、當(dāng)市電異常(斷電)時(shí)，主電輸入端口已經(jīng)沒有電能輸入,，而是由電池輸入,，通過SPWM逆變器逆變出交流電供給輸出，通過逆變靜態(tài)開關(guān)切換到輸出給用戶負(fù)載,，完成整個(gè)供電的通路,。詳細(xì)過程見圖四，工作路線見圖中的標(biāo)示,。

三,、電源解決方案分析

對于整個(gè)系統(tǒng)而言，各功能電路的工作電源的重要性是不言而喻的,，因?yàn)橐坏┕ぷ麟娫闯霈F(xiàn)故障,，整個(gè)裝置就陷入癱瘓狀態(tài)，正常工作就無從談起,，因此工作電源必須可靠,、精確。

1,、整流/充電電路：

整流/充電在UPS中主要由兩個(gè)作用：一是將交流電整流成直流電,，經(jīng)濾波供逆變器使用，二是給蓄電池提供充電電壓,，對蓄電池進(jìn)行充電,。控制電路是整個(gè)整流/充電電路的核心,，因?yàn)闊o論是整流直流輸出作為逆變器的輸入控制,，還是給蓄電池充放電的控制，必須保證控制可靠,、穩(wěn)定,、有序，因此一般會采用微機(jī)控制為核心的控制系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)測量與采集、脈沖輸出與同步,，信號輸出等功能,，見下圖五。

根據(jù)各個(gè)功能電路的特點(diǎn)，微機(jī)處理器,、信號輸出和脈沖輸出的隔離光耦一般采用5V/1A供電,，轉(zhuǎn)換A/D采樣電路一般為±15V/0.3A，而保護(hù)電路中的繼電器和后端驅(qū)動電路可以采用24V/1A,，前端直接通過接入市電供電,，金升陽提供的LH60-20B24URB2405YMD-6WR3URA2415YMD-10WR3的開關(guān)電源能夠*的解決此處的供電方案，具體的初步方案可以設(shè)計(jì)如下圖六：

2,、逆變器---IGBT驅(qū)動電路

逆變是將直流電變?yōu)榻涣麟?，?shí)現(xiàn)逆變的電路稱為逆變電路，逆變器的主要功能就是將整流/充電器的輸出直流電壓變換成穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電,。逆變器主回路采用的是三相橋式逆變電路,，控制方式采用SPWM調(diào)制方式，逆變功率器件選用IGBT,。

IGBT屬于大功率開關(guān)管,，需要單獨(dú)的驅(qū)動電路才能滿足其快速開通和關(guān)斷，且IGBT需要的驅(qū)動電壓一般為﹢15V和-9V,，同時(shí)要考慮到每個(gè)驅(qū)動要隔離供電,，不能共用一個(gè)電源，因此前端的直流供電可以采用24V的輸入,，金升陽可提供URB2415LD-20WR3開關(guān)電源和QP12W05S-37 IGBT驅(qū)動器,，轉(zhuǎn)換成電源供電方案的電路設(shè)計(jì)如下圖七：

以上圖六和圖七推薦的電源方案為廣州金升陽的隔離型開關(guān)電源及驅(qū)動器的型號，具備高隔離耐壓,、小體積,、耐高溫和寬電壓輸入等特點(diǎn)，很好的滿足了UPS系統(tǒng)各部分供電的要求,。電源模塊的隔離功能能夠減少負(fù)載與負(fù)載間的相互干擾,，同時(shí)在高壓逆變電路中起到了安全保護(hù)的作用，另一方面開關(guān)電源具有高效率,、穩(wěn)壓,、高精度的特性，能更好的保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定,、可靠運(yùn)行,。

四、總結(jié)

UPS在現(xiàn)代社會的發(fā)展中是*的,，為生產(chǎn),、生活做了不少的貢獻(xiàn)，新一代更便捷,、更智能的UPS系統(tǒng)是研發(fā)工程師開發(fā)的方向,。同時(shí),，系統(tǒng)內(nèi)部的電源解決方案將直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中除了實(shí)現(xiàn)和完善其功能外,，還要保證工作電源其方案的穩(wěn)定性和可靠性,。

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