浅谈UPS要点.ppt

浅谈UPS 1.定义 2.重要性 3. 作用 UPS具有以下几项基本功能： 1）． 电网电压正常时，电压通过UPS稳压后供应给负载使用，性能好的UPS本身就是良好的交流稳压器；同时它还对机内的电池进行充电，贮存后备能量。 2）． 电网电压异常时（欠压、过压、掉电、干扰等）UPS的逆变器将电池组的直流电能转换成交流电能维持对负载的供电。 3）． UPS在电网供电和电池供电之间自动进行转换，确保对负载的不间断供电。 总之，UPS为负载提供了干洁，高质的能量。 4.主要组成部分 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。 1)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；  4.主要组成部分 4.主要组成部分 UPS的充电电路一般采用晶闸管作为整流元件, 以三相桥式全控整流进行转换。每个导电回路中有2个晶闸管，共阳极组的3个晶闸管在触发后换到阴极低的一相去，而共阴极组的晶闸管在触发后换到阳极高的一相去，输出整流电压波形为2组整流电压之和。控制好触发的时间和间隔，即可以的到波形良好的直流电。 4.主要组成部分 2)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当供电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。2当供电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载； 3)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。  4.主要组成部分 UPS的核心器件是逆变器。UPS的发展史其实就是采用不同逆变器器件的发展史。早期UPS采用的是可控硅,这种UPS效率低,噪声大,体积庞大。第二代UPS采用了双极晶体管,其开关速度可以做到音频以上。这样降低了噪声,减小了体积,但由于双极晶体管容易造成二次击穿,于是采用MOSFET的第三代UPS产生了。但它的弱点是不易把UPS容量做得很大。1982年,日本三菱公司成功 4.主要组成部分 地研制出具有场效应的高频特性,栅板电压可控,驱动电流小,并具有双极晶体管的大电流处理能力等诸多特点的新型功率器件,即隔离栅型双极性晶体管(IGBT)。山特公司是首家将IGBT技术应用于UPS领域的厂商,为此UPS发生了一次巨大的变革。 IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给 PNP 晶体管提供基极电流，使 IGBT 导通。反之，加反向门极电压，消 4.主要组成部分 除沟道，流过，反向基极电流使 IGBT 关断。 IGBT 的驱动方法和 MOSFET 基本相同，只需控制输入极 N 一沟道 MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。 当 MOSFET 的沟道形成后，从 P+ 基极注入到 N 一层的空穴（少子），对 N 一层进行电导调制，减小 N 一层的电阻，使 IGBT 在高电压 时，也具有低的通态电压。 经过对控制输入极的控制，可以得到相应频率，电压的交流电。  4.主要组成部分 4)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外电或多台逆变器。 4.主要组成部分 当UPS需要执行由交流旁路电源供电至逆变器供电切换操作时，会出现短暂的（约几毫秒～几十毫秒）两路交流电源在时间上重叠向负载供电的情况。为保证逆变器及静态开关的安全运行，UPS的控制系统必须满足下述的基本工作条件：UPS逆变器所产生的正弦波电源应随时保持与外电交流旁路电源的同频率、同相位、同幅度和较小正弦波失真度的关系。 4.主要组成部分 要实现上述两种交流电源间不存在任何瞬态电压差或是在瞬态电压差足够小的条件下执行安全切换操作要求，必须在UPS的系统控制中引入“锁相同步”。 当UPS检测到逆变器输出电压与外电交流旁路电源电压处于同步工作状态时,由控制电路在向逆变器本身及位于逆变器供电通道上的输出接触器发出“关断”命令信号的同时，也向位于交流旁路通道上的静态开关发出“闭合”命令。由于输出接触器的关断响应时间较慢（大约为80微秒 ～100微秒）， 4