UPS的工作原理和发展趋势分析

UPS

综述

UPS的工作原理和发展趋势分析

康洪波，于江利，秦景，张晔(河北建筑工程学院，河北张家口075024)

UPS技术也得到了长足摘要：随着相关技术的发展和计算机的普及，越来越多的设备对供电的质量提出了更高的要求，分类，并对UPS的发展趋势进行了分析和阐述。的发展。论述了UPS的工作原理、UPS；关键词：工作原理；发展趋势TM919中图分类号：

A文献标识码：

1002-087X(2009)07-0637-02文章编号：

AnalysisoftheworkingprincipleanddevelopmenttrendofUPS

KANGHong-bo,YUJiang-li,QINJing,ZHANGYe

(HebeiInstituteofArchitectureandCivilEngineering,ZhangjiakouHebei075024,China)

Abstract:Withthedevelopmentofcorrelativetechnologyandthepopularizationofcomputers,moreandmore

theUPS

equipmentshaveputforwardahigherrequestforthequalityofpowersupply.technologyisdevelopedbyleapsandbounds.

Underthisbackground,

TheworkingprincipleandtheconcreteclassificationofUPSis

discussedatthesametime,thedevelopmenttrendofUPSisalsoanalyzedandelaborated.Keywords:UPS;workingprinciple;developmenttrendsUPS的英文名称是UninterruptablePowerSystem，中文名“不间断电源”，实际上是指“交流不间断电源”，主要的称是

功能是对负载不间断地提供交流电。因为UPS电源可提供高高稳定性的电压波形与频率，具有承受电网波动或扰动精度、

(波涌、跌落、谐波)、间断甚至短时停电的能力，无论是线性负UPS都有低阻抗输出的特性，因此UPS载或是非线性负载，

电源系统得到了广泛的应用。例如在医院、大型计算机机房等场所，越来越多的高精尖设备依赖于UPS的保护，以改善电网质量，防止停电和电网污染，避免因此而引起的设备故障和数据丢失等问题。

小。

双变换在线式UPS电源的整流器多为可控硅整流器，但也有IGBT-PWM-DSP高频变换新一代整流器。当市电存在一方面向DC->AC逆变器提供时，实现AC->DC转换功能，能量，同时向蓄电池充电。当逆变时，完成DC->AC转换功能，向输出端提供高质量的电能。无论是市电供电，还是转向电池供电，其转换时间均为零。近几年来一种新的技术是将交流稳压技术中的电压补偿原理应用到双变换在线式UPS电源的主电路中，产生一种新的UPS电路结构型式，被称为双逆变电压补偿在线式UPS电源[1]。

1UPS的分类及工作原理

1.1UPS的分类

目前市场上的UPS主要分为三种类型：后备式、在线互动式、双变换在线式UPS电源。

后备式UPS电路简单，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本没有改善，目前这种机型应用范围随着新技术的不断成熟而不断缩小。

在线互动式UPS电源使用的是工频变压器，当市电流入变压器后，在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头拉入，同时在双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节输出电压，以此来达到比较好的稳压效果。当市电掉电时，蓄电池通过双向变换器给变压器供电，实现输出电压的不间断。

目前这种两机型的应用范围随着新技术的成熟而不断缩

2008-04-25收稿日期：

作者简介：康洪波(1972—)，女，河北省人，讲师，主要研究方向为建筑电气。

Biography:KANGHong-bo(1972—),female,lecturer.

1.2UPS的工作原理

UPS电源系统由四个部分组成：整流、储能、变换和开关控制，具体的工作原理如图1所示。

UPS就将市电稳压后供给负载使用，当市电正常输入时，

同时对机内蓄电池进行充电，把能量储存在电池中，当市电中UPS将机内电池的能量转换为220V交流断或输入故障时，

电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。其中AC-DC变换的作用是将从电网中来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压，供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击，而DC-AC逆变电路则采用大功率IGBT模块全桥逆变电路，具有很大的功率余量，在输出动态范围内输出阻抗特别小，具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术及快速短路保护技术，使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路，均可安全可靠地工作。控制驱动是完成整机功能控制的核心，它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外，还完成SPWM正弦脉宽调制的控制，由于采用静态

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和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。

相应的数据库，一旦遇到重大故障，该选件可根据数据库里的相应数据，进行自我诊断，同时自动向传呼机或个人电脑发出最多长达40个字的求助信息。还可以向两个不同的电话号码发出呼叫，并且最多可以重拨256次，以确保信息可以顺利传达，而网络管理人员则可通过拨号进入系统内部检查UPS的全面运行情况[2]。

网络化UPS：在计算机网络以及通信事业迅猛发展的推动下，把UPS做为网络家庭一个成员的要求越来越迫切。动态UPS网络化的本质是在UPS网络和计算机网络之间建立起双向通信调控管理功能，一方面：当UPS电源出现异常时，UPS内部的微处理控制器会及时把相关的异常信息发送给它所保护的计算机或局域网，以提醒相关人员对相关设备作及时处理，同时UPS还会在供电结束前自动中止计算机或局域网的运行，将现场信息自动存盘。UPS网络化的另一方面是为UPS装上通信适配器，分配独立的IP地址，使UPS成为广义网络中的一个独立节点，而管理员可以在任何地方通过网络像管理计算机一样对UPS的情况进行实时远程监控，利用这种控制功能用户可在计算机网络终端上实时监控UPS的运行参数。同时用户还可以在计算机网络终端上对UPS的输出执行定时的自动开机、自动关机操作。在自动完成将程序和数据“关闭操作系统”。这样有序的关转入磁盘操作之后，再自动机操作，将确保用户的软件和数据的安全可靠[2]。

2UPS的发展趋势

随着不断地被开发出来的新技术在实践中的逐步应用，智能化、网络化的方可以预见：今后UPS电源将向着数字化、向发展。

DSP控制，使输入电流正弦化，并与市电电压相同，从而实现UPS(PF约为1)，消除对市电的谐波“污染”，大幅调节高速化，远远优于传统模式模拟反馈技术，再加上小的输20kHz以上的SPWM调制，使UPS动态响应特使逆变器不仅具有较强的过载能力，允许100%负载不平衡(指三相逆变器)，而且具有强有力的自身保护。也正是在上述条件保证下，抛弃了传统式逆变器输出变压器，不仅噪音低、高指标、多功能等特点。

UPS的智能化主要通过系统的控制软件实UPS：

现。主要包括系统运行状态自动识别和控制、系统故障自诊运行于PC机内的监控软件来实现UPS的管理是UPS的智能PC机定时向UPS发。它的基本过程为：

要时对UPS发出指令进行运行干预和提醒现场维护人员UPS智能化的发展，例避免因突如其来的故障导致数据丢失；新推出的RemoteNotify选件在大部分情况下能够自行诊断故障，并且随即解决问题。用户可以将多种可能的故障情况存入2009.7Vol.33No.7

3总结

UPS不间断电源已经越来越普及，今天，作为直接关系到计算机软硬件能否安全运行的一个重要因素，电源质量的可靠性和先进性已经引起越来越多的人的重视。高频化、数字化、智能化、网络化、高效率、大容量单机冗余化是今后UPS发UPS技术在不久的展的主要方向。相信随着科技的不断进步，将来也将开辟一个更新的领域。

参考文献：

[1]刘文芹．浅谈UPS发展趋势[J]．电源世界,2006(2):2-3.[2]周志敏.UPS的发展方向：数字化、智能化、网络化[EB/OL].

[2008-07-07].

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/b6j4.html