UPS电源设计培训.doc

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1、......UPS培训讲义二00六年八月z.........一、引言  z.........随着网络应用的逐渐普及，特别是互联网规模的日趋扩大，UPS在网络与电子商务飞速发展的年代里迎来了它的黄金时期。网络时代的UPS产品已经由独立的外设产品发展成为整个计算机和网络系统不可分割的一部分。与此同时对UPS自动化、智能化和网络化的要求也越来越高，这种需求为UPS的蓬勃发展奠定了基础,并为UPS提供了广阔的使用空间。二、UPS概述1、UPS基本功能高可靠不间断供电、高质量供电――――错误概念――――电网问题2、分类3、几种结构形式UPS的基本原理及特点

2、（1）后备式后备式UPS如图所示，是静止式UPS的最初形式。其应用广泛，技术成熟，电路简单，价格低廉，一般只适用于小功率围。后备式UPSz.........（2）在线互动式在线互动式UPS如图所示。“在线”的含义是逆变器工作，但不输出功率，处于热备份状态，同时兼顾对蓄电池充电，增大了UPS在市电正常时的功率容量，并且减少了在市电中断时的转换时间，提高了输出电压的滤波作用，属于并联功率调整方式，输出功率多在5kVA以下。在线互动式UPS（3）双变换在线式双变换在线式UPS如图所示。传统双变换在线式，特别是大功率UPS，目前仍多采用这种电路结构，属于

3、串联功率传输方式。z.........双变换在线式UPS方框图三、UPS配置（一）UPS的选型1、选择UPS的若干考虑：根据自己的要求和可能，一般考虑三个因素产品的技术性能产品可维护性产品价格2、负载容量、功率因数对选型的影响3、电池后备时间对选型的影响4、集中与分散供电方案对选型的影响（二）如何考虑UPS的容量与连接方式1、容量：z.........根据负荷量确定，为延长UPS使用寿命，一般推荐负荷量占UPS输出功率的60～70％为宜。且尽可能选用单台大容量UPS。2、连接方式：为确保供电可靠，可采用冗余配置主从“热备份”冗余“1＋1”型直接并

4、机冗余多机直接并机冗余（三）选择UPS的注意事项1、不要简单地以结构形式确定优劣2、重视UPS对电网的适应性与电力污染问题3、重视对UPS输出能力和可靠性的考察（四）容量计算1、UPS系统容量估算式中n（安全系数）取1.2～1.5，m（余量系数）取1.15～1.2。2、油机发电机组容量选择z.........油机发电机组容量一般为UPS系统容量的1.2～1.5倍。3、蓄电池组容量估算（1）计算电池放电电流（2）计算电池组容量K为容量系数，与用户要求的放电时间T有关，如表1-2所示。表1-2容量系数K与用户要求的放电时间T关系T（h）0.51234

5、568910K1.4323.2845.066.026.748.519.2810四、UPS发展1、小型化。z.........由于功率器件的工作频率的提高，在UPS中采用体积更小、重量较轻的高频铁氧体磁芯变压器来代替硅钢片变压器，特别是在小型UPS电源中普遍采用无逆变器输出变压器设计方案后，使得小型UPS得以向体积小、重量轻、噪音小的方向发展。   2、高效率。节能；寿命。永恒的话题3、引用柔性切换技术。为了有效的提高效率，减少UPS的尺寸与重量，高频化设计式必要的。但由于开关元件的非理想性导致进一步高频化的困难。主要表现在：   （1）在开关器件

6、导通和断开过程中，电压电流重叠产生开关损耗，即开关损耗随开关频率的提高而增大；（2）电路的寄生电感和寄生电容在高频时产生严重的电压尖峰(spirevoltage)和浪涌电流(surgecurrent)。尖峰电压和浪涌电流将导致开关应力增大，有可能损坏开关器件，是电源噪声的主要来源。一般需要接入吸收回路加以消除，但吸收回路会消耗能量，降低电源的效率。实质上，高频化时需要着重解决的问题是：实现开关器件的零电压或零电流开关条件，即引用柔性切换技术（软开关），以尽可能减小开关损耗，消除开关浪涌。柔性切换技术按切换时开关的状态可分为ZCS、ZVS及ZCS_

7、ZVS，以其被肯定的优点，已广泛应用于高频开关整流器，相信在不久的将来会被广泛应用于UPS。z.........4、UPS的绿色化　　　　输入功率因数是一个重要指标。提高此项指标不仅可以降低线路损耗，节约电能，消除火灾隐患，还可以减少对市电的谐波污染，提高市电的供电质量，获得较大的经济效益及社会效益。传统提高输入功率因数的方法为无源功率因数校正技术，而现在发展为采用配置有输入功率因数校正的高频脉宽调制技术，采用这种技术的UPS输入功率因数一般都可被提高到0.99以上，可使UPS电源的输入电压和输入电流在几乎同相位的条件下，其输入电流波形也呈现为正

8、弦波。这样，就可在大大提高对电能利用率的同时，消除传统的UPS电源对市电电网所产生的谐波干扰和污染，加强抗电磁干扰能力，降低辐射干扰，从