不间断电源

发布时间:2022-07-29 13:22
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2165

    UPS(Uninterruptible Power System ),即不间断电源,是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。

不间断电源

    当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流市电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

不间断电源工作原理

    AC-DC变换:将电网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。

    DC-AC逆变电路:采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率富余量,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: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。

不间断电源功能作用

    随着计算机应用系统对电源的要求越来越高UPS日益受到重视,并逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压冲浪等功能的电力保护系统。尤其是在电网的线路及供电质量不太高、抗干扰的技术落后,同时计算机系统对电源的要求又比较高的情况下,UPS的作用就显得更加明显。

    UPS的保护作用首先表现在对市电电源进行稳压,UPS的输入电压范围比较宽,一般情况是从170V到250V,而输出电源的质量是相当高的,后备式的UPS输出电压在5%~8%,输出频率稳定在1Hz;如图1,在线式UPS输出电压稳定在3%以内,输出频率稳定在0.5Hz。在市电正常时,UPS电源相当于交流市电稳压器;同时市电对蓄电池进行充电,此时也相当于充电器。在市电突然掉电的情况下,UPS自动切换到蓄电池供电,使计算机维持正常工作,保护软硬件不受损害。

不间断电源分类

    UPS根据新标准IEC(国际电工委员会)按其结构和运行原理分为以下3类:

    (1)被动后备式UPS电源

    指逆变器并联连接在市电与负载之间仅简单地作为备用电源使用。此种UPS电源,在市电正常时,负载完全而且是直接地市电供电,逆变器不做任何电能变换,蓄电池由独立的充电器供电;当市电不正常时,负载完全由逆变器提供电能。

    被动后备式UPS具有结构简单、价格最廉等优点,运用于某些非重要的负载使用,如家用计算机等。但市电断电时,继电器将逆变器切换至负载,切换时间较长,一般需几个毫秒的间断,所以稍微重要的计算机设备不应选用被动后备式UPS电源。

    (2)在线互动式UPS电源

    指逆变器并联连接在市电与负载之间,起后备电源作用,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。通过逆变器的可逆运行方式,与市电相互作用,因此被称为互动式。此种UPS电源,在市电正常时,负载由经改良后的市电供电,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电,此时逆变器起AC/DC变换器的作用;而当市电故障时,负载完全由逆变器供电,此时,逆变器起DC/AC变换器的作用。

    在线互动式UPS具有结构较简单、实施方便、且易于并联、便于维护和维修、效率高、运行费用低、整机可靠性高等优点,性能满足某些负载要求,特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。此种电源缺点是稳压性能不高,尤其动态响应速度低,其次抗干扰能力不强,电路会产生谐波干扰和调制干扰。

    (3)双变换式UPS电源

    指逆变器串联连接在交流输入与负载之间,电源通过逆变器连续地向负载供电。此种UPS电源其供电方式如下:市电正常时,市电经过整流器、逆变器向负载供电;市电不正常时,由蓄电器经逆变器向负载供电。

    双变换式UPS是UPS电源的主流产品,具有性能好、电压稳定度与频率稳定度高、功能强、具有热备份连接和并联冗余联结的功能等优点,其不足之处是当容量少于10kVA以下,其整机效率不高,一般在85%左右。

不间断电源注意事项

    因为其逆变器和蓄电池工作的特殊性,UPS电源的安装和使用须有一套严格、科学的操作规程,才能提高工作稳定性,减少设备故障率,真正地做到设备供电不间断。

    (1)UPS电源的安装环境应避免阳光直射,并留有足够的通风空间,保持工作环境的温度不高于25℃。如果工作环境温度超过25℃,每温升增加10℃,电池的寿命就会缩短一半左右。

    (2)不宜在UPS电源的输出端使用大功率可控硅负载、可控硅桥式整流或半波整流型负载,此类负载易造成逆变器末级驱动晶体管被烧毁。

    (3)严格按照正确的开机、关机顺序进行操作,避免因负载突然增加或突然减少时,UPS电源的电压输出波动大,从而使UPS电源无法正常工作。

    (4)禁止频繁地关闭和开启UPS电源,一般要求在关闭UPS电源后,至少等待30秒钟后才能开启UPS电源。因为造成中小型UPS电源高发故障的原因是:用户频繁的开机或关机,UPS电源带负载进行逆变器供电和旁路供电切换期。

    (5)实践证明:对于绝大多数UPS电源而言,将其负载控制在50%~60%额定输出功率范围内是最佳工作方式。禁止超负载使用,厂家建议:UPS电源的最大启动负载最好控制在80%之内,如果超载使用,在逆变状态下,时常会击穿逆变三极管。不宜过度轻载运行,这种情况容易因为电池放电电流过小造成电池失效。

    (6)定期对UPS电源进行维护工作:观察工作指示灯状态、除尘,测量蓄电池电压,更换不合格电池,检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。

    (7)UPS电源比较适合于带微电容性负载,不适合于带电感性负载,如空调、电动机、电钻、风机等。如果UPS电源负载为电阻性或电感性负载时,必须酌情减小其负载量以免超载运行。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

上一篇:单晶硅片

下一篇:三相电源

在线留言询价

相关阅读
电源常用通讯电路详解!
  一、常用的通讯方式  在前面数字电源与模拟电源中有讲到,为了能够更好的实现数字电源的管理与控制,数字电源需要具备通讯功能。  通过上位机软件,工程师能够设置电源参数并控制电源状态。但是由于数字电源控制核心输出的是TTL电平,与外围设备通讯时存在电平标准定义不一致的情况,因此需要电平转换芯片来实现两者间的数据交换。数字电源中常用的通讯方式包括RS485、RS232、CAN、TCP/IP以及I2C等。  (一)通讯方式分类  通讯方式按照数据的传输方式分为串行通讯以及并行通讯。  并行通讯:以字节或字节倍数为传输单位进行传输,传输速度快但远距离时成本高,适合于近距离、大量和快速的信息交换场景。  串行通讯:又称为点对点通讯,通讯一次发送一位数据,线路少成本低,易于扩展,适合远距离传输,是目前最为常用的通讯方式。  按照不同分类方式,串行通讯又可以分为以下几种:  1、按照通讯方向分为单工通讯、半双工通讯以及全双工通讯。①单工通讯中信息只能单向传输,收发端固定不变。②半双工通讯信息可双向传输,但发送与接收不能同时进行,通讯收发端可变,如对讲机就是典型的半双工通讯方式。③全双工通讯允许数据同时在两个方向上传输,在每一端都设置了发送器和接收器,并配置2根数据线进行信号传递。  2、按照数据同步方式可分为同步通讯与异步通讯。①同步通讯要求收发端的时钟频率一致,信息帧由同步字符、数据字符和校验字符(CRC)组成。②异步通讯时不要求收发端时钟同步,发送时间间隔不定,传输时应给字节加上开始位和停止位,以便接收端正确接收信息。  (二)通讯方式对比这里对数字电源中常用通讯方式进行了对比。  二、通讯电路介绍  (一)RS232RS-232采用负逻辑电平,“0”电平电压范围为3~15V,“1”电平电压范围为-15~-3V,9引脚是目前主流的接口形态。RS-232电平转换电路分隔离与非隔离两种。  其中非隔离型电路可利用三极管或非隔离电平转换芯片实现(如ADI公司的MAX232ESE、ADM232AARNZ 以及ti公司的MAX3232IDR等)。而隔离型电平转换芯片有RSM232,ADI的ADM3251EARWZ以及Maxliner的 SP3232EEY等。  本文提供了一种典型的三极管电平转换电路以及RSM232的接口连接电路图。  三极管电平转换电路的工作原理分析:  通过二极管D1与电容C7的作用使得A点电压保持在-3V~-15V。  当TXD=1时,Q3截止,PCRXD电压与PCTXD电压相等,PCRXD=1;  当TXD=0时,Q3导通,则PCRXD电压约为+5V,PCRXD=0。  当PCTXD=1时,Q4截止,RXD电压约为5V,RXD=1;  当PCTXD=0时,Q4导通,RXD电压为0,RXD=0。  D2是为了防止Q4的BE反向击穿。  (二)RS485RS-485标准弥补了RS-232通讯距离短、速率低等缺点,数据信号采用差分传输方式,抗干扰能力强。RS-485使用一对双绞线(A线与B线)进行数据传输,当AB线之间的电压差在-6~-2V范围内时表示“0”,当AB线之间的电压差在 +2~+6V范围内时表示“1”。同时RS485在传输电缆的最远端需要连接匹配电阻,其阻值应等于传输电缆的特性阻抗,连接示意图如下。  RS485电平转换芯片分为隔离与非隔离两种。  典型的非隔离型芯片有MAX3485、ADI公司的MAX13487EESA+T以及TI公司的SN75176BDR;常用的隔离型芯片有RSM3485PHT、TI公司的 ISO3082DWR以及 ISL32705E。  (三)CANCAN总线通讯采用差分信号的形式进行数据传输。信号传输线分为CAN_H以及CAN_L。总线上逻辑“0”表示显性,差分电压差约为2V(CAN_H=3.5V,CAN_L=1.5V);逻辑“1”表示隐性,差分电压为0V9CAN_H=2.5V,CAN_L=2.5V)。CAN采用数据帧的方式进行数据传递,标准的CAN数据帧结构如下图。  CAN通讯接口电路可分为隔离与非隔离两种。  非隔离电路是将控制核心的CAN接口与驱动IC的TX、RX直接连接,各节点之间没有电气隔离。为了保证总线网络的通讯稳定性,CAN通讯接口通常会采用隔离结构。隔离电路可以利用分立器件(如光耦)或采用集成器件(隔离型CAN收发器)实现。  常用CAN通讯收发芯片有恩智浦的TJA1050T、 美国微芯的MCP2551T以及TI公司的ISO1050等。  以ISO1050为例。芯片内部集成了电气隔离结构,同时采用隔离变压器对芯片两侧电源Vcc1与Vcc2进行隔离,确保芯片能够起到有效的隔离作用。电路在芯片的电源端与接地端间连接有去耦合电容以降低干扰,并在CAN_H、CAN_L端与地之间并联TVS二极管起到快速电压保护作用。  (四)TCP/IPTCP/IP协议分为四个层次:链路层、网络层、传输层和应用层。  应用层包含了http、ftp等协议,传输层包含了TCP与UDP协议。网络层包含了IP协议,对数据加上IP地址和其他数据以确定传输目标。数据链路层为数据加上以太网协议首部,并进行CRC编码,为最后的数据传输做准备。  TCP/IP通讯可采用内嵌TCP/IP协议的以太网协议栈芯片(如W5500、 CH395、WT8266-S3)或采用交换机实现,目前数字电源中常采用后一种方式。  数字电源常用通讯方式的通讯原理以及电路实现就介绍到这里了。讲过了采样电路、驱动电路、通讯电路,那我们的数字电源外围电路课程也就告一段落了。
2024-04-17 09:26 阅读量:582
冗余电源和ups电源二者之间有什么区别
  在电力供应领域,冗余电源和不间断电源(UPS)是常见的备用电源解决方案,用于确保关键设备和系统在电力中断或故障时继续正常运行。尽管它们都为提供稳定电力起到至关重要的作用,但冗余电源和UPS电源之间存在一些关键区别。本文将深入探讨这两种备用电源方案的特点、用途和优势,以便读者更好地理解它们之间的差异。  1. 冗余电源  1.1 特点  冗余电源系统涉及将多个电源单元连接在一起,以实现对主电源的备份。  在冗余电源系统中,当主电源发生故障或中断时,备用电源单元会自动接管电力供应,确保系统的连续性和可靠性。  1.2 用途:冗余电源通常用于关键设备和系统,如数据中心、通信基站等,以确保在主电源失效时能够无缝切换到备用电源,避免停机时间和数据丢失。  1.3 优势  冗余电源系统具有快速切换的能力,可以在几毫秒内完成电源转换,减少了系统中断的时间。  冗余电源系统相对较简单,成本较低,适用于需要基本备用电源功能的场景。  2. UPS电源  2.1 特点  UPS电源是一种独立的电源系统,通过内置的蓄电池提供电力,用于在主电源中断时维持设备的运行。  UPS电源通常包括整流器、逆变器和蓄电池等组件,可以实现从交流电到直流电再到交流电的转换。  2.2 用途  UPS电源广泛应用于对电力质量要求高、不能容忍任何停机时间的设备和系统,如医疗设备、金融机构的服务器等。  UPS电源还可用于稳压、滤波和保护设备免受电力波动和浪涌损害。  2.3 优势  UPS电源系统具有更长的备用电源时间,依赖蓄电池提供电力,可以支持数分钟甚至数小时的运行时间。  UPS电源系统能够在电力中断时平稳过渡到备用电源,避免了设备由于突然掉电而受损的风险。  3. 冗余电源和ups电源的区别总结  冗余电源和UPS电源都是重要的备用电源解决方案,其选择取决于具体应用场景的需求和要求。
2024-02-28 13:16 阅读量:2059
电源直出和全模组的区别
  在电子产品领域,电源是关键的组成部分之一,电子设备的功能越来越强大,对电源稳定性和效率的要求也越来越高。电源直出和全模组是两种电源供应方式,它们在设计、制造和应用上有所不同。  1. 电源直出  1.1 定义  电源直出(Direct Output)是指将电源输出部分集成在电子产品主板上的一种供电方式。通常包括电源管理芯片、稳压器和滤波电容等组件。  1.2 特点  紧凑设计:电源直出可以将电源相关组件集成在主板上,节省空间,并且适用于小型化电子设备。  自定义灵活性:由于电源直出可以根据产品需求进行定制设计,因此具有较高的灵活性和可扩展性。  节省成本:相比于全模组电源,电源直出可以降低一些制造成本,尤其适用于大规模生产。  1.3 应用场景  嵌入式系统:电源直出广泛应用于嵌入式系统,如工控设备、智能家居等,它们通常需要紧凑的设计和高度的自定义能力。  小型电子设备:由于电源直出可以节省空间和成本,因此在小型电子设备中得到广泛应用,如智能手表、便携式音频设备等。  2. 全模组电源  2.1 定义  全模组(Full Modular)电源是指将电源的所有功能模块都集成在独立的模块中,与电子产品主板相互连接。这些模块包括输入滤波器、变压器、整流器、稳压器等。  2.2 特点  灵活更换和维护:全模组电源的每个功能模块都是独立的,可以方便地更换或维修。  高可靠性:由于各个模块之间的隔离,全模组电源具有较高的可靠性和抗干扰能力。  适应多种功率需求:全模组电源可以根据不同产品的功率需求进行选择和配置。  2.3 应用场景  DIY电脑:全模组电源在DIY电脑领域得到广泛应用,由于其更换和升级的便利性,能够满足不同用户对功率需求的变化。  高端服务器:对于对稳定性和可靠性要求较高的高端服务器,全模组电源是理想的选择。  3. 电源直出和全模组的区别  空间和灵活性:电源直出将电源相关组件集成在主板上,节省空间,并具有自定义的灵活性,适用于小型化电子设备和嵌入式系统。而全模组电源则将各个功能模块独立出来,更容易进行更换和维护,并能够适应不同功率需求的产品。  成本和制造:电源直出相对于全模组电源在制造上具有一定的成本优势,尤其适用于大规模生产。而全模组电源的制造成本较高,但在更换和维护方面具有更好的灵活性。  可靠性和稳定性:全模组电源由于各个模块之间的隔离设计,具有较高的可靠性和抗干扰能力,适用于对稳定性要求较高的场景。而电源直出的可靠性则取决于主板的设计和质量。  应用场景:电源直出适用于小型化电子设备和嵌入式系统,可以满足紧凑设计和高度自定义的需求。全模组电源适用于需要更换和维护便利、稳定性要求较高的场景,如DIY电脑和高端服务器。  电源直出和全模组电源是两种常见的电源供应方式,它们在设计、制造和应用上具有一些差异。电源直出适用于小型化电子设备和嵌入式系统,具有紧凑设计、自定义灵活性和成本优势等特点。全模组电源则更适合需要更换和维护便利、稳定性要求较高的场景,具有高可靠性和适应多种功率需求的优势。  在选择电源供应方式时,应根据产品的需求和预算来决定。如果需要紧凑设计、自定义能力和成本优势,可以选择电源直出;如果需要更换和维护便利、稳定性和可靠性要求较高,可以选择全模组电源。同时,在实际应用中,还需要根据产品的特性、预期使用环境和经济因素等进行综合考虑,以确保选择的电源供应方式能够满足产品的需求并提供稳定可靠的电源支持。
2024-01-24 13:10 阅读量:2568
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
MC33074DR2G onsemi
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
TPS63050YFFR Texas Instruments
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
BP3621 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。