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- 1、我的ups电源电池坏了,是24v的,我想把ups机箱改成车载逆变器,能吗?怎么改?
- 2、UPS(不间断电源逆变器工作原理以及在UPS中实际作用
- 3、我的UPS,想改成车用的逆变器。怎改?
- 4、ups都有什么牌子的?希望能够全一些
- 5、我的UPS,想改成车用的逆变器,怎改?
- 6、你好:看到你能把UPS电源改成逆变器,想请教怎么改法?
我的ups电源电池坏了,是24v的,我想把ups机箱改成车载逆变器,能吗?怎么改?
将ups电源的接电池的两根线直接接在汽车电平上(注意+,-极性)
UPS(不间断电源逆变器工作原理以及在UPS中实际作用
逆变器的工作原理:
1.直流电可以通过震荡电路变为交流电
2.得到的交流电再通过线圈升压这时得到的是方形波的交流电
3.对得到的交流电进行整流得到正弦波
AC-DC就比较简单了, 我们知道二极管有单向导电性 ,可以用二极管的这一特性连成一个电桥 ,让一端始终是流入的, 另一端始终是流出的这就得到了电压正弦变化的直流电。 如果需要平滑的直流电还需要进行整流, 简单的方法就是连接一个电容 。
Inverter是一种DC to AC的变压器,它其实与Adapter是一种电压逆变的过程。Adapter是将市电电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出,而Inverter是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电,两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制,
PWM技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842, nverter则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.640V,其内部设有一个误差放大器,一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。
逆变器,可以从输出波形,功率,工程结构上分类.
从波形上分:一类是方波逆变器,另一类是正弦波逆变器.
从功率上来划分,可以是大功率与小功率两大类.小于5000W的都可以称为小功率的,大于5000W的称为大功率逆变器.
在逆变器工程上,又可以分为高频与低频两种.
不管是正弦波,方波,大功率,小功率,工频,高频,它们的工作原来基本上都是一样的.也就是用各种手段把一个输入的电压变换成另一种电压的输出.一般来说把直流电变换成交流电的都可称之为逆变器,逆,是相对于开关电源来说的,因为开关电源就是把交流电变为直流电的设备.
1、方波逆变器 方波逆变器输出的交流电压波形是方波。此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同但共同的特点是线路比较简单价格便宜缺点是方波电压中含有大量的高次谐波在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗对电视机等设备会产生干扰。如所带的负载过大方波输出电压中包含的三次谐波成份将使流人负载中的容性电流增大严重时会损坏负载的电源滤波电容。导致设备瘫痪。
2、修正正弦波 修正正弦波输出的交流电压波形为阶梯波。逆变器实现阶梯波输出有多种不同线路输出波形的阶梯数目差别很大。修正正弦波逆变器的优点是输出波形比方波有明显改善、高次谐波含量减少。但对收音机和某些通信设备仍有一些高频干扰有些修正正弦波逆变器带感性负载能力也很差。
3、正弦波逆变器 正弦波逆变器输出的交流电压波形为正弦波。正弦波的优点是输出波形好失真度很低对收音机等通信设备干扰小、噪音低谐波含量很小≤4%要好于一般的电网质量所以只要负载容量在允许范围之内设备可带任何负载。
在当今的电子技术中,以高频逆变器为主.对于功率小于3000W的设备,一般是准正弦波占主流市场.但有些高精密设备的驱动电压要求非常高,所以在3000W以下的,正弦波逆变器也相对有点市场,正因市场小,所以正弦波逆变器价格要比准正弦的高好几倍,其实生产成本也是比准正弦高不了多少的.对于一般的家电设备,如电机,风扇,电钻,电视,电脑,光管,灯泡等用准正弦的完全可以胜任的了,这也是小功率中准正弦波能成为主流的主要原因.
对于大工率逆变器,5000W以上的,一般用于后备式电源与用风力发电,太阳能发电中.大功率逆变电源市场,主要是分布在国外,国内的用量还是小得可怜的.在大功率的太阳能发电,风力发电中,并网系统是少不了的,因此对一完整的逆变发电系统必备:发电设备,充电控制设备,储电设备,逆变器,并网系统等.
我的UPS,想改成车用的逆变器。怎改?
逆变器是UPS的主要组成部分。由于整流器已将交流输入电压变成直流电压,而负载所需的是交流电压,就必须有一种电路再将该直流电压变回交流,执行这个任务的装置就叫逆变器。逆变器电路的种类很多,在UPS中常见的有推挽变换器、半桥逆变器、全桥逆变器、双向变换器等。
1.直流变换器
直流变换器是一种最简单最基本的逆变器电路,主要应用于后备式UPS中,它分为自激式和它激式两种。
1.自激式推挽变换器
图1 自激式直流推挽变换器
图1(a)所示是自激式直流推挽变换器电路,所谓自激就是不用外来的触发信号,UPS就可以利用自激振荡的方式输出交流电压,其交流电压的波形为方波,如图1(b)所示的波形UN。UN是当电源电压E为额定值时的输出情况(其中阴影部分除外)。自激直流变换器电路主要用于对电压稳定度要求不高但不能断电的地方,如电冰箱、紧要照明用的白炽灯、高压钠灯和金属卤素灯等,供电条件差的农村居民也有不少采用了这种电路作不间断电源。由于它的电路简单、价格便宜、可靠性高,故也很受欢迎。
该电路的工作原理如下:在时间t=t0加直流电压E,这时由于晶体管V1和V2的基极电压
Ub1=Ub2=0, (1)
所示二者不具备开启条件,但在它们的集电极和发射极之间却都有漏电流,如图中的I1和I2所示,且二电流在变压器绕组中的流动方向相反,由于器件的分散性,使得
I1-I2=ΔI≠0, (2)
这个差值电流ΔI就在绕组中产生一个磁通量,于是就在基极绕组中感应出电压Ub1和Ub2,由同名端的标志可以看出,这两个电压的极性是相反的,即一个Ub给晶体管基极加正电压,使其开通,另一个Ub给另一个晶体管基极加负压,使其进一步截止。电路的设计正好是漏电流大的那一个晶体管基极所感应出的Ub给自己基极加正压,而漏电流小的那一个晶体管基极所加的是负压,基极加正压管子的集电极电流进一步增加,又进一步使它的基极电压增大,这样一个雪崩式的过程很快使该管(设为V1)电流达到饱和值,即V1集电极-发射极之间的压降UCE1=0,绕组N1和N2上的电压也达到了最大值UN1=UN2=E,此后由于磁芯进入饱和阶段,磁芯中磁通的变化量减小,各绕组感应的电压也相应减小,原来导通的管子由于集电极电流增大(磁芯饱和所致)和基极电流减小而脱离饱和区,使绕组感应的电压进一步减小,这样一个反变化过程使得V1雪崩式地截止而V2达到饱和,如图1(b)t1所示。而后就再重复上面的过程,于是就形成了如图1(b)所示的方波波形。有时为了使启动更快和更可靠,就加一个RC启动触发环节。
该电路方案的不足之处就在于它的不稳压。它的输出电压随着电源电压E的高低起伏,如图1(b)UH阴影部分所示的情形,如果电源电压E一直这样高,其输出电压也就一直高。若电源电压E降到UL这样低的水平,如图1(b)UL阴影部分所示,则输出电压也跟着低下去。因此,这种电路方案在以后的后备式UPS中就不被采用了。{{分页}}
2.它激式推挽变换器
图2 它激式推挽直流变换器电路原理图
由于自激式推挽变换器不能满足输出电压稳定的要求,它激式推挽变换器就得到了广泛地应用。所谓“它激”就是电路的振荡工作是由外加控制信号的激发而实现的。图2(a)所示的就是它激式推挽直流变换器电路原理图。由图中可以看出,前面自激式推挽变换器的基极反馈绕组被取消了,代替它的功能的环节是电源控制组件IC,在早期用的是TDA1060,后来多采用LM3842或LM3845等。采用电源控制组件IC发出方波控制脉冲使UPS工作,在变压器输出端有一个与输出电压成正比的反馈信号回送给IC,使其根据输入端电压的变化和输出负载的变化来调整控制脉冲的宽度,以保证输出电压稳定在设计范围内。
下面就介绍一下该电路的工作原理。
当接通电源控制脉冲时,电源控制组件IC开始工作并发出方波控制脉冲,使推挽变换器的两个功率管按照脉冲的同样宽度输出方波电压,设在E为额定值时,UPS的输出电压也为额定值,如图2(b)输出波形图中粗线所示的波形UN,设此时的输出脉冲宽度为δ2,如果由于某种原因使电源电压升至UH,这时的测量与控制电路就会自动将控制信号的脉冲宽度由δ2减小至δ1,如图2(b)UH阴影所示,以保证输出脉冲电压的面积不变,即
(3)
时,输出电压不变。同样,当由于某种原因使电源电压降低到UL时,这时的测量与控制电路就会自动将控制信号的脉冲宽度由δ2增大到δ3,如图1(b)UL阴影所示,以保证输出脉冲电压的面积不变,即
(4)
由此就得出了维持输出电压稳定的条件为:
(5)
当输出端负载变化时,由于输出线路和UPS内阻的共同作用也必然导致输出电压的变动,这种瞬间地变动通电压过反馈电路送入电源控制组件IC的相应输入端,经比较和转换后,去改变控制脉冲的宽度,以保证输出电压的稳定。
由这种它激式推挽变换器输出的具有稳压功能的脉冲电压波形称为准方波,以区别于不具稳压功能的自激式直流变换器输出的波形。有的将准方波叫成阶梯波,这是一种误会,所谓阶梯,如图3所示(该图是将上图一种电源电压UN或UH或UL的情况单画出来的波形)。而实际上并非如此,因为输出电压分正半波和负半波,并且每个半波仅有一个台阶,不在阶梯定义范畴之内。是否可以当阶梯来看呢?不可以。因为若把该半波当成阶梯波来看,就必须将基线移到最上端或最下端,不论移到哪一端,电压都变成了单极性的值:正半波或负半波。这和正负半波交替的事实完全不符,因此阶梯波之说是一种误会。{{分页}}
图3 准方波输出电压波形
准方波输出电压波形的采用又引出另一个误会,有不少工程师和用户在对输出电压的测量中发现原来应该220V的电压变成了难以相信的值,或者是170V,或者是190V等。于是就怀疑UPS的正确性,甚至认为UPS出了故障。实际上问题就出在测量表上,普通的电压表大都是在正弦波失真很小(比如5%)的情况下给测量值定义的,而且这些表也不是测量的有效值。准方波是失真非常大的正弦波,普通表根本无法用,只有用可以测有效值的仪表才行,如FLUKE-87或相应的示波器、计算机等才能反映出它的实际值。
2.桥式逆变器
桥式逆变器名称的来源是它的电路结构形式很像“惠斯登”电桥。由于对输出电压要求稳定的原因,故桥式逆变器的触发方式几乎都是它激。在线式UPS多采用桥式逆变器,因为它有着比推挽变换器更大的优点。比如推挽变换器功率管上的电压为电源电压的2倍,更加上状态转换时的上冲尖峰,要求该器件的耐压就更高,这样以来不但增加了器件的成本,而且也由于功率管工作电压的提高,降低了它的输出能力,因此用在后备式UPS上居多。桥式逆变器就克服了这些缺点,并且根据要求的不同,电路又分成半桥逆变器和全桥逆变器,下面将分别进行讨论。
1.半桥逆变器
所谓半桥逆变器实际上电路的结构形式也是桥式的,所差的是两个桥臂上的器件不同。图4所示的是半桥逆变器结构及电原理图,图4(a)是它的电原理图,图4(b)是它的输出波形图。由图中可见,电桥的左边由电容器构成,右边由功率管构成,输出端就设在两电容器连接点和两功率管连接点之间。下面就讨论一下它的简单工作原理。
(a)电原理图 (b)输出波形
图4 半桥逆变器结构及电原理图
假设电路已处于工作的准备状态,即电容C1和C2已充满电。在时间t=0功率管V1被打开,电流I1由电容器C1的正极出发,如空心箭头所示,流经功率管V1、变压器Tr初级绕组N1的BA、回到C1的负极,一直到t=t1,形成正半波,如图4(b)所示。在t=t1时,V1由于正触发信号的消失而截止,此时正触发信号加到了V2的控制极,使其开通,电流I2由电容器C2的正极出发流经变压器Tr初级绕组N1的AB,如图中的实心箭头所示,可以看出这时的电流方向是相反的,电流I2通过变压器后流经功率管V2的集电极-发射极回到电容器C2的负极,一直到t=t2由于触发信号消失而截止,这一过程形成了负半波,如图4(b)所示。以后就再重复上面的过程,于是就形成了一系列连续不断的正弦波。
上面只简单地讨论了交流输出电压形成的过程。但从这里并看不出是如何产生正弦波的,为了使读者有一个整体的概念,有必要将形成正弦波的简单原理做一介绍。
早期UPS产生正弦波的方法比现在要复杂很多,由于早期的逆变器功率器件和技术所限,只能产生方波或准方波,而后再利用庞大的滤波器将它们滤成正弦波,后来为了减小滤波器的体积和重量,从电路上采取了多个方波叠加成阶梯波的方法,虽然减小了滤波器,却增加了逆变器的数量,UPS的体积、重量仍然很大,同时也使得噪声大、效率低等。{{分页}}
高频大功率器件的出现使UPS发生了根本的变化,脉宽调制(PWM)技术就是在这样的条件下产生的。图5所示的就是脉宽调制波(PWM)产生的机理过程简图,正弦波输出电压的产生要经过几个阶段。
图5 脉宽调制波(PWM)产生的机理过程简图
(1)产生方波 UPS本省要有一个本地振荡器,目的是使UPS的电路工作节奏有一个统一的标准。一般的原始振荡器多是张弛振荡器,它们所产生的波形都是方波。
(2)产生三角波 该波形是脉宽调制技术所需要的,它是利用积分电路将方波转换成三角波,如图5(a)所示。图中示出了方波(细线)和三角波(粗线)的关系。
(3)产生正弦波 因为UPS的输出电压波形除有特殊说明外一般都是正弦波,在以往的UPS中,正弦波的产生有几种方法,有的采用复合电路,后来又出现了专门的集成电路,这就省去了组成电路的麻烦,还有的利用软件的方法产生。
(4)产生脉宽调制波 因为在UPS中影响其价格的主要是效率和体积。转换效率低就必须采用复杂的散热措施,工作频率低就必须采用大滤波系数的滤波器,滤波用的扼流圈和电容器就非常笨重且造价高。脉宽调制技术的高频操作有效地解决了上述的问题。在这里利用三角波和正弦波的共同作用而产生出脉宽调制波。如图5(b)所示是将三角波和正弦波进行比较的比较器,由图中可以看出,正弦波信号加比较器的同相输入端(+),三角波加在比较器的反相输入端(-)。图5(c)的图形表示出了脉宽调制波形成的原理。当正弦波的包络高于三角波时,比较器就输出正脉冲,反之就输出0,负半波的原理与过程与正半波完全相同,故不重复。这样以来就把复杂的正弦波输出电压生成过程变成了简单的高频等幅脉宽调制波。同时也使逆变器的工作得到了简单化,从此就使UPS进入了一个崭新阶段。
(5)输出正弦波的形成 图5(a)~(c)所示是逆变器控制信号的形成过程,逆变器功率管就按照控制信号的规律进行工作,使逆变器的输出波形呈现图5(d)的脉宽调制波的形状。该脉宽调制波的解调也很简单,只需在输出端接一适量的滤波电容就可以了。其滤波后的波形如该图中的正弦波所示。
(6)输出电压的稳定 上面介绍了正弦输出电压波形的产生,一般要求UPS是一个电压源,即要求它的输出电压是稳定的。在脉宽调制波中是如何实现输出电压稳定的呢?由图5(c)可以看出,既然脉宽调制波的产生是由于三角波和正弦波比较的共同作用结果,那么二者中任何一个的幅度变化都可导致输出脉宽调制波宽度的变化。但在比较器中为了保证比较波形的质量,一般不主张变化波形,而是采用改变比较波形基准电压的方法来实现稳定电压的调整。图6所示就是稳定输出电压的波形调整原理图。这里采用的是变化三角波基准电压的方法,下面就进行简单地讨论。
图6 稳定输出电压的波形调整原理图
为了方便讨论,只看一个脉宽调制波的情况,如图6所示,设定在额定输出电压时,三角波的基准电压是UN,换言之是三角波形叠加在一个直流电压UN上。因为稳定调节都需要反馈信号,于是就把这个电压UN作为UPS输出额定电压时的反馈信号,这时作为例子的一个脉宽调制波宽度为tN。当输出电压升高时,设负反馈信号电压UN升高到UH,使三角波电压有一个上升量:
ΔU=UH-UN (6)
就是说在比较器的输入端正弦波保持不变的情况下三角波向上平移了ΔU,就必然导致在这一点上正弦波高出三角波的区域减小,使脉宽调制波的宽度由tN减小到tH,经过几个过程后使已升高的电压返回正常值,如图上所示。当输出电压降低时,三角波的基准电压降低,使正弦波高出三角波的区域变大,使脉宽调制波的宽度由tN增大tL,同样经过几个过程后使已降低的电压返回到正常值。
2.单相全桥逆变器
上述的半桥逆变器具有比推挽变换器工作电压低的优点,但由于一个桥臂由电容构成,这就决定了它的输出功率不会很大。因此在要求输出功率较大的场合,比如500VA以上时,一般都采用全桥式逆变器电路结构。全桥式逆变器电路结构又分为单相桥和多相桥。单相桥多用于小功率的单进单出UPS中,一般在10kVA左右,在特殊情况下,比如三进单出UPS中也有大功率,比如30kVA或以上。不过在大功率时多用三进三出全桥式逆变器电路结构。
图7 单相全桥逆变器电路结构图
图7所示就是单相全桥逆变器电路结构图。它和半桥电路的不同之处仅在于其桥臂都是由具有开关功能功率管构成,如图7(a)中的V1、V2、V3和V4,这样一来就赋予了电路以更大的输出功率能力。在半桥电路中无论那一只功率管开通,流过它的电流还要通过一只电容器,随着电容器电荷量的增加,电容器上的电压也在逐渐升高,这时的电流也会随着时间而变化,就必须增加电容器的容量或减小功率管的开通时间。电容量的增加会造成设备体积的增大和寄生参量的增大。频率的提高又会提高对功率管的要求。因此限制了它的功率的提高。{{分页}}
在全桥时,就顺利地解决了上述这些问题。因为在全桥时的功率管开通是成对的,如图7(a)所示,V1、V4和V2、V3是成对导通的,比如V1、V4被触发而开通时,电流I的流经途径是:
I由E的“+”极出发→V1集电极—发射极→变压器初级绕组AB→V4集电极—发射极→回到E的“-”极,如图7(b)所示的正半波。
同样当V2和V3被触发开通时,电流I的流经途径是:
I由E的“+”极出发→V2集电极—发射极→反向通过变压器初级绕组BA→V3集电极—发射极→回到E的“-”极,形成如图7(b)所示的负半波。
由这个简单的过程可以看出,不论哪一对管子开通,电流I的路径上都没有任何使其变化的因素,只要触发信号足够强,这个电流就可以一直不变地维持下去。换言之,输出功率也就得到了保证。在无输出变压器的情况下,对脉冲宽度和调制频率的要求就更不严格。当然是在满足要求的情况下。
3.三相桥式逆变器
在大功率的情况下,比如10kVA以上,就多采用三相桥式逆变器。三相桥式逆变器又分为三相全桥和三相半桥,这两种结构在UPS中都有应用。下面就分别做一介绍。
1.三相全桥逆变器
图8 三相全桥逆变器电原理图
图8所示就是三相全桥逆变器的电原理图。由图中可见,三相全桥由6只功率管构成,这种结构的UPS逆变器后面一般都有一个隔离变压Tr,这是因为通常的用户多是采用380V/220V三相四线制,而220V则是火线与0线之间的相电压。可是三相全桥逆变器的输出三条线都是火线,必须通过“D-Y”变压器将三相三线制转换成三相四线制。这个变压器大都只是一个普通的电源变压器,只起对工作电压隔离和边压的作用,而不能隔离干扰。
它的工作和单相全桥一样,也是两只管子同时导通,它们的导通配对情况是:V1V5、V1V6、V2V4、V2V6、V3V4和V3V5,其脉宽调制波经滤波后就得出如图9的三相全桥逆变器输出波形UOUT。三相全桥逆变器的控制方式以前多为三相统一控制,这就造成了对输出端三相不平衡负载的限制,就有的要求三相负载的不平衡度不要超过50%。但三相负载极度不平衡的情况是经常发生的。比如UPS三相输出电压中有一相满载而其他两相空载或轻载,就会造成满载的那一相电压降低,于是逆变器控制电路就要按照负载最重的那一相调整功率管的开关时间,以使降低了的电压恢复到正常值。这样调整的结果,在重载的一相恢复到正常值的同时,也抬高了空载或轻载的其他相的电压,就造成了所谓的“三相不平衡”。为此,有的UPS制造商对控制电路进行了重新设计,将统一控制改成了分别控制,改善了原来的功能,但仍不够理想,因为三相全桥逆变器的输出变压器是“D”连接,这种结构又将三个桥臂有机地连接起来,因此就导致了三相电压的相互牵制,换言之,调整任何一相必然会或多或少地影响其他相的电压。不过只要细心地调整就可以将不平衡度减到最小。
图9 三相全桥逆变器输出波形
2.三相半桥逆变器
图10 三相半桥逆变器电原理图
为了减小由于三相负载不平衡而造成的三相输出电压的差异,半桥电路是一个很好的解决方案,图10所示就是三相半桥逆变器电原理图。从这个电路中明显看出,电路的功率管并未增加,只是将电路换了一种接法。功率管虽未增加,但电池却多增加了一组。这样的一种改变就使UPS真正地具有了适应三相负载100%不平衡的能力。由图中看出,原来的三个桥臂V1、V4、V2、V5和V3、V6的输出是各自独立的,各自与中线N之间形成了独立的相电压输出。现以V1、V4为例把简单的工作原理介绍一下。
当V1开通时,电流的流经途径是:
UB+“+”→V1→L3→负载→中线N→UB+ “-” (UB-“+”),形成正半波。
当V4开通时,电流的流经途径是:
UB-“+”→中线N→负载→反向通过L3→V4→UB-“-”,形成负半波。
其他两个臂的工作情况完全相同,不再重复。由上面的介绍可以看出,半桥电路与全桥电路的区别如下:
①半桥电路由一个臂就可以形成正负半波,比如V1和其他臂上的功率管不发生任何关系。而全桥电路V1导通时和V5、V6都发生关系。
②半桥电路的输出本身就是具有中线的三相四线制结构,可以不加输出变压器。而全桥电路必须加输出变压器。
③半桥电路需要两组电池,而全桥电路只需一组电池。
④由图11也可以看出,半桥电路的每一组输出电压均需经过一个LC滤波器将脉宽调制波解调成正弦波,在解调过程中,每次谐波经电容器的低阻抗旁路到中线N,又由于三相输出电压在相位上互差120º,不能将高次谐波互相抵消,所以其中线N上具有不易消除的高次谐波。
3.三相半桥与单相半桥的不同
三相半桥逆变器和上述的图4所示的单相逆变器也是有区别的:
①上述的单相半桥逆变器虽然也可形成正负半波,但它的输出电压是悬空的,即其输出的两条线都是火线,而三相半桥电路的输出电压就已具备了一零三火的要求。
②上述单相半桥逆变器每一个功率管的导通电流都通过一只电容,故限制了它的输出能力。而三相半桥电路每一个功率管的导通电流通过的是蓄电池,所以输出功率可以很大。是否可将单相半桥逆变器电容器换成蓄电池呢?当然可以。不过从经济上讲是不划算的,因为单相半桥逆变器所以采用两只电容,就是为了在小功率输出时的最简电路和最低造价。
当然,为了满足三相负载100%不平衡的要求还有采用三个单相全桥电路的组合以及改变变压器结构来实现等。
4.双向变换器
逆变器的概念来自三端口和在线互动式UPS。因为在这些UPS的结构中已经取消了单独的输入整流器/充电器。整流器/充电器和逆变器的全部功能都由双向变换器一身完成。图11所示虚线方框内就是构成三端口UPS的双向变换器电原理图。由图中可以看出,它就是用于所有UPS中的一个普通逆变桥电路结构。但在这里的作用又赋予了新的含义和功能,在市电故障而改由电池放电时,双向变换器的作用就是逆变器,其工作过程和其他UPS的逆变器完全一样,其中二极管VD1~VD4的作用是:在功率管由导通而转为截止的瞬间在变压器绕组上将有反电势出现,二极管就是将反电势泄放回电池。比如V1、V4导通时,变压器Tr的绕组AB的电势极性为A“-”、B“+”,在V1、V4截止的瞬间在该绕组中激起的反电势极性变为A“+”、B“-”,此反电势会影响电路的正常工作和器件的安全。但由于二极管VD1~VD4的存在,这个电势就可以通过A“+”→VD2→UB→VD3→B“-”形成泄放回路,将绕组中的储能回授给电池,从而保证了下一周期V2、V3的顺利开启。V2、V3导通和截止时的过程完全一样,不再重复。
VD1~VD4除了具有泄放作用外,由于它又是一个整流桥结构,故在这里又可作为整流桥。三端口或在线互动式UPS平时由市电UIN供电时,在变压器Tr次级绕组AB上就出现了经降压后的交流市电电压,这个交流电压经VD1~VD4整流桥整流后给电池UB充电。
由上述的介绍可以看出,这种双变换器整流时不逆变,逆变时不整流。
ups都有什么牌子的?希望能够全一些
UPS的中文意思为“不间断电源”,是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写,它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘,使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中,主要起到两个作用:一是应急使用,防止突然断电而影响正常工作,给计算机造成损害;二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”,改善电源质量,为计算机系统提供高质量的电源。
UPS分在线式和后备式等。目前,主流的UPS厂商有爱默生。APC、山特等,都提供各种级别的UPS满足不同用户群的需要。
编辑本段不间断电源的组成
从基本应用原理上讲,UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。
整流器:整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;第二,给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用;
蓄电池:蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置,它由若干个电池串联而成,其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间。其主要功能是:
1.当市电正常时,将电能转换成化学能储存在电池内部。
2.当市电故障时,将化学能转换成电能提供给逆变器或负载;
逆变器:通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成;
静态开关:静态开关又称静止开关,它是一种无触点开关,是用两个可控硅(SCR)反向并联组成的一种交流开关,其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统,其作用是实现从一路到另一路的自动切换;并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。
编辑本段UPS知识速成
1.UPS是什么?
UPS是不间断电源(Uninterruptible Power System)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。
从原理上来说,UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备;
从功能上来说,UPS可以在市电出现异常时,有效地净化市电;还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电,使你能有充裕的时间应付;
从用途上来说,随着信息化社会的来临,UPS广泛地应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节,其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。
2.UPS分哪些种类?
UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类:
后备式UPS是我们最常用的,如山特TG系列,它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能,虽然一般有10ms左右的转换时间,逆变输出的交流电是方波而非正弦波,但由于结构简单而具有价格便宜,可靠性高等优点,因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域;
在线式UPS结构较复杂,但性能完善,能解决所有电源问题,如山特C系列,其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电,能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;由于需要较大的投资,通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中;
模块化UPS是山特、APC等厂商提供在线的,同后备式相比较,在线互动式具有滤波功能,抗市电干扰能力很强,转换时间小于4ms,逆变输出为模拟正弦波,所以能配备服务器、路由器等网络设备,或者用在电力环境较恶劣的地区;尤其四通MD系列的UPS,价格又远低于在线式,是应该向用户大力推荐的一种更好的选择。
3.为什么要配备UPS?
据IDC统计,全部电脑故障的45%是由电源问题引起的;在中国,大城市停电的次数平均为0.5次/月,中等城市为2次/月,小城市或村镇为4次/月,电网存在至少九种问题:断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰;因此从改善电源质量的角度来说给电脑配备一台UPS是十分必要的。
另外,精密的网络设备和通信设备是不允许电力有间断的,以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的,即使是一台普通电脑,其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值,因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分必须的。
4.我应该配备什么样的UPS?
根据设备的情况、用电环境以及想达到的电源保护目的,可以选择适合的UPS;例如对内置开关电源的小功率设备一般可选用后备式UPS,在用电环境较恶劣的地方应选用在线互动式或在线式UPS,而对不允许有间断时间或时刻要求正弦波交流电的设备,就只能选用在线式UPS。
山特UPS根据不同情况提供了四种解决方案:
PC系统电源解决方案;
商用桌面电源解决方案;
经济型小型系统解决方案;
关键设备与网络中心解决方案;。
5.我应该配备多大功率的UPS?
首先要确定您的设备是多大功率的,一般来讲普通PC机或工控机的功率在200W左右,苹果机在300W左右,服务器在300W与600W之间,其他设备的功率数值可以参考该设备的说明书。
其次应了解UPS的额定功率有两种表示方法:视在功率(单位VA)与实际输出功率(单位W),由于无功功率的存在所以造成了这种差别,两者的换算关系为:视在功率*功率因数=实际输出功率
后备式、在线互动式的功率因数在0.5与0.7之间,在线式的功率因数一般是0.8。
给设备配UPS时应以UPS的实际输出功率为匹配的依据,有些经销商有意或无意会混淆(VA)与(W)的区别,这点要提请用户注意。
6.UPS的“集中式”与“分散式”配备方式有什么区别?
如果需要配UPS的设备较多,您可以采用“集中式”或“分散式”两种配备方式:
“集中式”,就是用一台较大功率的UPS负载所有设备,如果设备之间距离较远,还需要单独铺设电线,大型数据中心、控制中心常采用这种方式,虽然便于管理,但成本较高。
“分散式”配备方式是现在比较流行的一种配备方式,就是根据设备的需要分别配备适合的UPS,譬如对一个局域网的电源保护,可以采取给服务器配备在线式UPS,各个节点分别配备后备式UPS的方案,这样配备的成本较低并且可靠性高。
这两种供电方式的优缺点如下表:
集中供电方式:便于管理、布线要求高、可靠性低、成本高。
分散供电方式:不便管理、布线要求低、可靠性高、成本低。
UPS的配备需要较专业的知识,请咨询专业人士,他们会为您设计合理的配备方案。
7.为什么UPS一定要买名牌?
UPS产品的功能在于保障,对用户而言UPS常常是保护设备与数据安全的最后防线,相比其他产品“可靠性与品质”对UPS具有更重要的意义,而惟有长期建立起来的名牌产品才能有这样的实力。
中国目前的UPS市场十分繁荣,国际知名的品牌基本上都已进入中国,如来自欧洲的梅兰日兰,来自美国的爱克赛、APC等,洋品牌在技术上有一定优势,同时价格也较为昂贵,其主要市场份额集中在中大功率UPS市场(10KVA以上);上世纪九十年代以来,国内一些优秀品牌在UPS市场异军突起,凭借在技术上的不断追求与本土化的生产服务优势,取得了令人瞩目的成绩,已经成为中小功率UPS市场的主力军;作为唯一推出自有品牌UPS的著名IT厂商,深圳山特UPS便是其中的杰出代表。
国内国外的名牌产品都是您可以信赖的选择,区别在于性能价格比的差异,但如同其他产品一样,UPS市场也是良莠不齐,存在许多鱼目混珠的假冒伪劣产品,一般都打着山特的旗号,是广东、江浙等地的地下工厂生产的仿冒品,这些UPS的特点是偷工减料质次价低,品质与服务毫无保障,仅凭低价吸引用户,理智的用户应拒绝低价的诱惑,把品牌当成选择UPS的首要因素。
8.UPS备用时间的长短是由什么决定的?
是由UPS的储能装置决定的,现在的UPS一般都用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置,电池容量的大小由“安时数(AH)”这个指标反映,其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池,安时数大的容量大;相同安时数的电池,电压高的容量大,通常以电压和安时数共同表示电池的容量,如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。
后备式UPS一般内置4AH或7AH的电池,其备用时间是固定的;在线式与在线互动式UPS有内置7AH电池的标准机型,也有外配大容量电池的长效机型,用户可以根据需要实现的备用时间而确定配备多大容量的电池。
蓄电池是UPS的重要组成部分,占有很大的价值比重,并且其质量的好坏直接关系到UPS的正常使用,所以应慎重选择有质量保证的正牌蓄电池。
9.使用UPS有哪些注意事项?
1)UPS的使用环境应注意通风良好,利于散热,并保持环境的清洁。
2)切勿带感性负载,如点钞机、日光灯、空调等,以免造成损坏。
3)UPS的输出负载控制在60%左右为最佳,可靠性最高。
4)UPS带载过轻(如1000VA的UPS带100VA负载)有可能造成电池的深度放电,会降低电池的使用寿命,应尽量避免。
5)适当的放电,有助于电池的激活,如长期不停市电,每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次,这样可以延长电池的使用寿命。
6)对于多数小型UPS,上班再开UPS,开机时要避免带载启动,下班时应关闭UPS;对于网络机房的UPS,由于多数网络是24小时工作的,所以UPS也必须全天候运行。
7)UPS放电后应及时充电,避免电池因过度自放电而损坏。
10.山特UPS有什么优势?
首先是品牌上的优势,作为国内高科技产业的先驱,"山特"代表着深厚的科技底蕴、严谨的经营思想与不折不扣的承诺;
其次山特UPS的产品线丰富,能提供各种解决方案,产品的性能价格比高,并且在全国范围内建立了完善的售后服务体系;自成立以来,遵循“高档产品、中档价格,以性能、品质与服务去赢得客户”的市场战略,重视合作伙伴的利益,以用户价值最大化为原则,山特UPS赢得了各界用户的信任,成为个人电脑、网络中心等不可或缺的“贴身保镖”,数十万用户遍布企事业单位与家庭等各个领域。
11.新一代在线式UPS—山特PS系列的性能有什么优势?
PS系列是光华四通汇集最新技术研发成功的智能化纯在线式UPS,同传统工频UPS、在线互动式UPS相比,具有高质量、高可靠、高指标、多功能等特点,是新一代全数字化UPS。
PS系列的工作原理
一.PS系列的高频化优势
首先,PS系列UPS的输入部分取消了用于与市电隔离的工频变压器 或为降压用的自耦变压器,而采用SPWM技术实现整流高频化(AC/DC)。一方面提高了市电电压允许变化范围;另一方面在控制技术中采用数字信号处理器(DSP)控制,使输入电流正弦化,并与市电电压同相,从而实现UPS高输入功率因数(PF≈1),消除对市电的谐波“污染”,达到环保目的,是一款绿色UPS,同时大副度减少无功损耗,明显降低了运行成本。
其次,抛弃了传统的逆变输出工频变压器,用高频变压器来实现UPS与市电的隔离,不仅噪音低,而且效率高,在UPS的输出级逆变控制电路中采用正弦波直接反馈技术,使其调节高速化,远远优于传统的模拟反馈技术,再加上小的输出滤波器和20kHz以上的SPWM调制,使UPS动态响应特性非常好,而且输出的正弦波非常纯净光滑。
另外,在逆变保护电路中采用性能优良的过滤保护技术,使逆变器不仅具有较强的过载功能,,而且具有强有力的自身保护;PS系列UPS内部的蓄电池组也采取高频变换方式充电,当市电停电,UPS转换为由蓄电池给逆变器供电时亦采取高频变换降压方式(DC / DC)实现。
二.PS系列的智能化优势
UPS的智能化包括系统运行状态自动识别和控制、系统故障自诊断、蓄电池自动监测管理、智能化内部信息检测与显示等。
在系统运行状态识别与控制方面,通过内部传感器和状态逻辑及时识别系统所处的运行状态,判定系统运行程序和运行是否正常,有效地防止了系统的误操作对系统自身和负载所带来的危害,提高了UPS的可靠性。
UPS智能化的另一个方面是通过运行于PC机内的监控软件实现的,通过RS232接口将UPS与PC机串口连接,并在PC机上运行UPS的监控软件,由PC机定时发送查询指令,UPS则在规定的时间内返回运行参数信息,再由PC机进一步对UPS的运行状态、故障的具体部位等进行判断,并在必要时对UPS发出指令进行干预和提醒维护人员,并在UPS供电时间结束前自动中止计算机或局域网的运行,并将现场信息自动存盘。
三.PS系列的网络化优势
在大量引进微处理监控技术的基础上,四通PS系列能在UPS和计算机网络之间建立起双向通信调控管理功能,把UPS当作广域网络的一个独立节点并装上通讯适配器,给UPS分配独立的IP地址。这样,网管员或被授权人可在网络的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(例如:输入、输出的电压、电流和频率,UPS电池组的充电、放电和电压值的显示,UPS的输出功率及有关的故障、报警信息)。此外,用户还可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,有序的关机操作将确保用户的软件和数据的安全可靠。
总之,四通PS系列UPS使用MOSFET及IGBT功率元件,成功地实现了高频化、小型化与高效率,也延长了蓄电池的使用寿命,而网络智能化技术不仅提供完全可靠的网络电源管理,也为节能提供了一种最佳的方案。可以说四通PS系列顺应了最新的UPS技术发展趋势,是一款在性能价格上极具竞争力的产品,必将在中国的企业级UPS市场上取得令人瞩目的成绩。
12.蓄电池的容量是什么含义?
一般用20小时放电率(C10)的安时数代表电池额定容量的大小,即在25℃下以恒定电流放电20小时至终止电压(1.75V/单格),该电流的20倍即为电池的容量,一般用AH数表示。例如,12V/100AH的电池是指该电池能够以5A(0.05C)的电流恒定放电至终止电压10.5V,可连续放电20小时。另外要注意,电池放电时间与放电电流不是线性关系,如100AH电池以100A的电流放电支持不了1个小时,只有数十分钟;而以1A的电流放电,则会超出100小时(不推荐如此方式放电)。
13.标准型UPS是否可以直接外接电池作长效型UPS使用?
不适合,由于标准型UPS设计的充电电流较小,另外受散热条件的限制,如作长效型UPS使用,一方面达不到使用目的,另一方面也容易对UPS、电池的使用造成不良影响,甚至于损坏。
14.如何延长不间断电源系统的供电时间?
延长不间断电源系统的供电时间有两种方法:
1. 外接大容量电池组:可根据所需供电时间外接相应容量的电池组,但须注意此种方法会造成电池组充电时间的相对增加,另外也会增加占地面积与维护成本,故需认真评估。
2.选购容量较大的不间断电源系统:此方法不仅可减少维护成本,若遇到负载设备扩充,较大容量的不断电系统仍可立即运作。
15.常见的电力问题有哪些?又有什么不同的解决方式?
有一种常见的误解,认为我们使用的市电,除了偶尔发生的断电事故,是连续而且稳定的,其实不然。市电系统作为公共电网,上面连接了成千上万各种各样的负载,其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能,还会反过来对电网本身造成影响,恶化电网的供电品质。另外意外的自然和人为事故,如地震、火灾、雷击、输变电系统短路等,都会危害电力的正常供应,从而影响负载的正常工作。根据电力专家的测试,电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种:
1、电涌(power surges):指输出电压有效值高于额定值110%,而且持续时间达一个或数个周期,电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时,电网因突然卸载而产生的高压。
2、高压突波(high voltage spikes):指峰值达6000V,持续时间从万分之一秒至二分之一周期(10ms)的电压,这主要是由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
3、暂态过电压(switching transients):指峰值电压高达 20000V,但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压,其主要原因及可能造成的破坏类似于高压突波,只是在解决方法上会有区别。
4、电压下陷(power sags):指市电电压有效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态,并且持续时间达一个到数个周期,大型设备开机、大型电动机启动或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。
5、噪声干扰(electrical line noise):指射频干扰(RFI)和电磁干扰(EFI)以及其它各种高频干扰,马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等,都会引起噪声干扰。
6、频率飘移(frequency variation):系指市电频率的变化超过3Hz以上,这主要是由于应急发电机的不稳定运行,或由频率不稳定的电源供电所致。
7、电压过低(brownout):指市电电压有效值低于额定值,并且持续较长时间,其产生原因包括:大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载等。
8、市电中断(power fai1):指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况,其产生原因有:线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障等。
针对以上各种电力问题,有几种不同解决方式,其效果: ○代表有较佳保护 △代表有限或视状况保护 ×代表没有保护
16.UPS蓄电池的正确使用与维护
在使用不间断电源系统的过程中,人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。然而有资料显示,因蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为1/3。由此可见,加强对UPS电池的正确使用与维护,对延长蓄电池的使用寿命,降低UPS系统故障率,有着越来越重要的意义。除了选配正规品牌蓄电池以外,应从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池:
一、保持适宜的环境温度:影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度,一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高,但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定,环境温度一旦超过25℃,每升高10℃,电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池,设计寿命普遍是5年,这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求,其寿命的长短就有很大的差异。另外,环境温度的提高,会导致电池内部化学活性增强,从而产生大量的热能,又会反过来促使周围环境温度升高,这种恶性循环,会加速缩短电池的寿命。
二、定期充电放电:UPS电源中的浮充电压和放电电压,在出厂时均已调试到额定值,而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下,负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内,电池的放电电流就不会出现过度放电。
UPS因长期与市电相连,在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中,蓄电池会长期处于浮充电状态,日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低,加速老化而缩短使用寿命。因此,一般每隔2-3个月应完全放电一次,放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后,按规定再充电8小时以上。
三、利用通讯功能:目前,绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件,通过串/并口连接UPS,运行该程序,就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询,可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息;通过参数设置,可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作,大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。
我的UPS,想改成车用的逆变器,怎改?
你可以按下述两种方法去检查:1、功放功率是否超过UPS所能负荷的能力。如果功放的瞬间功率超过UPS的额定功率,UPS则会过载保护。
2、UPS带功放,功放开机时,整流源的电压是否顺间跌入10.5V以内,如果低于10.5,则UPS电池保护,锁机。
你好:看到你能把UPS电源改成逆变器,想请教怎么改法?
电池电压要与UPS要求的相符,如UPS是48V的,就要配4节12V的蓄电池。用蓄电池组开机,就可把UPS当逆变器用了。
充电时就接上市电,就可给UPS充电了。