鉅大LARGE | 點擊量:3568次 | 2020年06月16日
UPS電源的工作原理詳解
UpS電源也稱不間斷電源,能夠供應持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應的重要外部設備。顧名思義UpS電源,它就是一臺這樣的機器,它在市電停止供應的時候,能保持一段供電時間,使人們有時間存盤,再從容地關(guān)閉機器。
UpS電源按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類。UpS電源現(xiàn)已廣泛應用于:工業(yè)、通訊、特種、醫(yī)院、廣播電視、計算機業(yè)務終端、網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡設備、數(shù)據(jù)存儲設備等領(lǐng)域。
UpS電源工作原理
(1)在線式
在線式UpS(On-LineUpS)的運作模式為市電和用電設備是隔離的,市電不會直接供電給用電設備,而是到了UpS就被轉(zhuǎn)換成直流電,再兵分兩路,一路為電池充電,另一路則轉(zhuǎn)回交流電,供電給用電設備,市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電時,電池從充電轉(zhuǎn)為供電,直到市電恢復正常才轉(zhuǎn)回充電,UpS在用電的整個過程是全程介入的。其優(yōu)點是輸出的波型和市電相同是正弦波,而且純凈無雜訊,不受市電不穩(wěn)定的影響,可供電給電感型負載,例如電風扇,只要在UpS輸出功率足夠的前題下,可以供電給任何使用市電的設備。
UpS電源一直使其逆變器處于工作狀態(tài),通過電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,再通過高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UpS在供電狀況下的重要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾;在停電時則使用備用直流電源(蓄電池組)給逆變器供電。由于逆變器一直在工作,因此不存在切換時間問題,適用于對電源有嚴格要求的場合。在線式UpS電源不同于后備式的一大優(yōu)點是供電持續(xù)長,一般為幾個小時,也有大到十幾個小時的,它的重要功能是可以讓您在停電的情況可像平常相同工作,顯然,由于其功能的特殊,價格也明顯要貴一大截。這種在線式UpS比較適用于計算機、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè),因為這些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。
(2)后備式
后備式又稱為非在線式不間斷電源(Off-LineUpS),它只是備援性質(zhì)的UpS,市電直接供電給用電設備也為電池充電(NormalMode),一旦市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電了,市電的回路會自動切斷,電池的直流電會被轉(zhuǎn)換成交流電接手供電的任務(BatteryMode),直到市電恢復正常,UpS只有在市電停電了才會介入供電,不過從直流電轉(zhuǎn)換的交流電是方波,只限于供電給電容型負載,如電腦和監(jiān)視器。
平時處于蓄電池充電狀態(tài),在停電時逆變器緊急切換到工作狀態(tài),將電池供應的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出,因此后備式UpS也被稱為離線式UpS。后備式UpS電源的優(yōu)點是:運行效率高、噪音低、價格相對便宜,重要適用于市電波動不大,對供電質(zhì)量要求不高的場合,比較適合家庭使用。然而這種UpS存在一個切換時間問題,因此不適合用在關(guān)鍵性的供電不能中斷的場所。不過實際上這個切換時間很短,一般介于2至10毫秒,而計算機本身的交換式電源供應器在斷電時應可維持10毫秒左右,所以個人計算機系統(tǒng)一般不會因為這個切換時間而出現(xiàn)問題。后備式UpS一般只能持續(xù)供電幾分鐘到幾十分鐘,重要是讓您有時間備份數(shù)據(jù),并盡快結(jié)束手頭工作,其價格也較低。對不是太關(guān)鍵的電腦應用,比如個人家庭用戶,就可配小功率的后備式UpS。
(3)線上交錯式
線上交錯式又稱為線上互動式或在線互動式(Line-InteractiveUpS),基本運作方式和離線式相同,不同之處在于線上交錯式雖不像在線式全程介入供電,但隨時都在監(jiān)視市電的供電狀況,本身具備升壓和減壓補償電路,在市電的供電狀況不理想時,即時校正,減少不必要的BatteryMode切換,延長電池壽命。
這是一種智能化的UpS電源,所謂在線互動式UpS,是指在輸入市電正常時,UpS的逆變器處于反向工作(即整流工作狀態(tài)),給電池組充電;在市電異常時逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài),將電池組電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出,因此在線互動式UpS也有轉(zhuǎn)換時間。同后備式UpS相比,在線互動式UpS電源的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其最大的優(yōu)點是具有較強的軟件功能,可以方便地上網(wǎng),進行UpS的遠程控制和智能化管理??勺詣觽蓽y外部輸入電壓是否處于正常范圍之內(nèi),如有偏差可由穩(wěn)壓電路升壓或降壓,供應比較穩(wěn)定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數(shù)據(jù)接口(如RS-232串口)進行數(shù)據(jù)通訊,通過監(jiān)控軟件,用戶可直接從電腦屏幕上監(jiān)控電源及UpS狀況,簡化、方便管理工作,并可提高計算機系統(tǒng)的可靠性。這種UpS集中了后備式UpS效率高和在線式UpS供電質(zhì)量高的優(yōu)點,但其穩(wěn)頻特性能不是十分理想,不適合做常延時的UpS電源。
隨著計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的擴展,現(xiàn)在在網(wǎng)絡中應用的UpS不再只是單純的電源設備,而逐步成為整個網(wǎng)絡中電源的管理中心,UpS由最初單純不間斷供電已發(fā)展到今天的智能化、多功能。新型的UpS本身融合了多種新技術(shù),UpS不僅是供應不間斷電源的工具,而且當作為負載的設備在無人值守時,當市電故障后,UpS可以按照事先的約定順序關(guān)機,甚至還可以自動發(fā)傳呼或E-mail給管理者?,F(xiàn)代的UpS與服務器上的軟件協(xié)同工作,還能實現(xiàn)事件記錄、故障告警、UpS參數(shù)自動測試分析、調(diào)節(jié)等多項功能,供應了完全的電源管理解決方法?,F(xiàn)在有些UpS甚至可以對環(huán)境溫度、濕度和煙霧等進行監(jiān)視。
UpS的智能化還表現(xiàn)在加強UpS的節(jié)能功能即所謂綠色UpS上。綠色UpS可以減少pC系統(tǒng)使用的電能量,既降低了費用又保護了環(huán)境。比如綠色UpS在檢測到打印機長時間空閑后,就會把打印機的電源關(guān)閉。當出現(xiàn)打印排隊請求時,UpS可以馬上給打印機恢復供電,隨著綠色UpS的出現(xiàn),為節(jié)約能源又供應了理想的解決方法.
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