不间断电源UPS供电原理.doc

不间断电源UPS供电原理 （一）UPS的概念（二）不间断电源UPS供电原理 （三）UPS电源的技术性能（四）UPS供电方案设计（五）网络机房可选发电技术（六）UPS供电范围和容量估算 　　（一）UPS的概念 　　普通定义：UninterruptablePowerSupply 　　专家认为：UPS应该为UnintenuptablePowerSystem，即是一个高可靠、高性能、高度自动化的供电中心。 　　UPS是UninterruptablePowerSupply的简称，也就是不间断电源。它的出现与最早应用，是为某些重要部门电网掉电时的持续供电提供保障。但是，电子信息产业与网络技术的迅速发展，对供电质量不断提出了更新更高的要求。据统计，在计算机故障中，有50一70%的原因是电源故障造成的。这些电源故障包括电网电压过压、欠压、瞬时跌落、失压和故障停电等由于电源环境、设备以及传输系统，乃至自然环境造成的各种干扰。在这些故障中，电网完全掉电仅占百分之几，在大城市以及供电环境较好的地区，应以几次/年计，但是在有代表性的场所，计算机遭受的电网和传输系统的干扰，幅度在几十伏的可达每日数次之多，所以UPS不再仅仅是为完全掉电提供后备电源的设备，而应为各种电源问题提供解决方案。 　　假设你是一个网络管理员或系统管理员，理解网络不间断并不难，然而很多情况下，没有意识到的电源问题可能会使你的系统出现各种无法解决的困难，甚至于崩溃。系统的可用性至关重要，而作为网络运行基础的电源的可靠性自然成为首先考虑的问题。同时，电源的智能监控与管理在网络经济时代不可或缺。单纯的提供不间断供电已经不能满足要求。 　　专家认为UPS可以改为UnintenuptablePowerSystem的简称，也就是说，UPS，特别是大中型UPS，它已经不仅仅是一台简单的不停电供电整机产品，随着UPS技术的发展和成熟，它将成为一个中型的或者说局部的高可靠、高性能、高度自动化的供电申心。它的功能应该包括我们传统概念上的以下环节和内容: 　　第一，主机运行高效、高可靠，能在各种复杂的电网环境下运行，输出能全面地高质量地满足各种负载的要求。 　　第二，有很强的可用性和可维护性，有高度智能化的自析功能状态显示、报警、状态记录和通讯功能，甚至有环境监测功能。 　　第三，有很强的网络保护功能，也就是说，它不仅向直接由它供电的硬件设备提供可靠的保护，还应该向它们所运行的软件提供保护，UPS可配置相应的电源监控软件，SNMP(网络管理协议)管理器，有远程管理能力，用户可执行UPS与网络管理平台之间的监控。 　　（二）不间断电源UPS供电原理 　　它由整流器、逆变器、交流静态开关和蓄电池组组成。平时，市电经整流器变为直流，对蓄电池浮充电，同时经逆变器输出高质量的交流纯净的电源供重要负载，使其不受市电的电压、频率、谐波干扰。当市电因故停电时，系统自动切换到蓄电池组，蓄电池放电，经逆变器对重要设备供电。 　　UPS的不间断特性，体现在其转换时间工作程序上，当市电与逆变器进行切换时，其控制系统会适时地检测市电的同步范围，在市电不超限时，逆变器实现“先通后断”的供电，从而保证了供电系统的“不间断切换”。 　　（三）UPS电源的技术性能 　　UPS电源的技术性能随使用要求的不同而不同，主要技术性能包括以下几个方面。 　　1.在线式 　　特点: 　　? 双逆变器 　　? 输出电性能指标高 　　? 输入端AC-DC变换器是整流电路，对电网产生严重的干扰公害 　　? 两个变换器始终在100%负载功率下工作，整机效率低，输出能力有局限，可靠性一般 　　? 市电－电池转换时，输出电压没有切换时间 　　功能说明 　　? 市电正常时，市电经过AC-DC和DC一AC两次变换后向负载供电 　　? DC一AC随时在监测并参与对输出电压的调整，是在线式工作 　　? 市电掉电后，电池通过DC一AC逆变器向负载继续供电 　　? 当负载过载或逆变器故障时，市电转旁路维持向负载供电 　　在线式原理 　　除了基本供电电路为电池逆变器电路外，基本原理图与后备式相同。无论交流输入电源是否正常，均通过逆变器电路提供电源输出。交流输入电源中断时不需要切换，不存在转为电池供电的切换时间。在电池逆变器出现故障或者逆变器内部失灵时，都需要切换为旁路供电。由于在正常工作情况下，整流器和逆变器都要消耗一定的功率，因此这种类型UPS的效率要比后备式低。无论是在线还是电池供电，在线式UPS的电源输出来自于逆变器，可以提供近乎理想化的电源，频率和电压的稳定性优于其它类型。 　　　　图中电路各环节功能如下：　　整流器：该整流器为AC-DC单向变换，当市电存在时;它完成对电池的充电，并通过逆变器向负