Power System/Uninterruptible Power Supply)
UPS为解决不间断供电而设置的,是将蓄电池与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。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稳定、不间断的电力供应。
UPS的三大基本功能:稳压,滤波,不间断。
在市电供电时,它是稳压器和滤波器的作用,以消除或削弱市电的干扰,保证设备正常的工作;在市电中断时,它又可以通过把它的直流供电部分提供的直流电转化为**的交流电供负载使用,其中由市电供电转电池供电一般为0时间切换,这样就使负载设备在感觉不到任何变化的同时保持运行,真正保证了设备的不间断运行。
四、应用建议
关键负荷采用ATS两路市电供电并配备EPS或UPS系统的三保险系统。
ATS适合方便拨接两路独立市电,对中断时间和电源质量要求不高的消防设备中。
UPS主要是为IT行业设备提供用电保障,提供纯净、不间断电源,切换时间为0。
UPS适合于需要零电源中断和纯净电源的设备,一次性投入教高。
UPS以“救数据”为主,而ATS以“救人”为主。
UPS广泛应用于信息类负荷,在应急、事故照明场合使用UPS无疑是“大材小用”。
EPS应急电源是以CPU为核心,加上整流充电模块、逆变放电模块、旁路切换模块和蓄电池组成的智能供电模块,采用电子集成模块化结构的强弱电一体化系统,是一种高科技环保产品。他在紧急的情况下作为重要负荷的第二或第三电源供给,可望替代不少场合的柴油发电机组UPS。采用智能芯片控制,维护简单,自动操作,市电异常时,一般指市电小于187V或高于242 V,自动切换,切换时间小于0.5s,可无人值守;采用IGBT逆变桥PWM控制,供电电压稳定,逆变频率稳定,波形好;平时处于睡眠状态(浮充),逆变桥不工作,电能损耗小,放电效率高。主要适用于电梯、消防、安防、应急照明、医院手术室和实验室等重要场合。传统的EPS采用后备式结构,如图1所示。
当市电正常供电,切换开关Ks接通市电,应急电源处于整流状态,蓄电池浮充,逆变电路不工作。当市电异常时,切换开关接通逆变电路,应急电源进入逆变放电过程,并停止充电;同时,检测蓄电池组端电压,当端电压小于放电终止电压时,蓄电池放电完毕,停止放电。再加上蓄电池组过压、欠压保护;输出交流过压、过流、高温、短路保护等功能就组成了传统EPS应急电源的全部功能。
2 新型EPS应急电源
根据传统的EPS应急电源,任何时候充电电路与逆变电路都只有一个电路工作,是一种互斥关系,而且需要配置两套驱动电路,分别驱动整流桥和逆变桥。在结构上有一定的臃肿,控制复杂、功耗大、成本高。充电电路与放电电路都是由IGBT及二极管组成的桥路,他们的驱动电路都是IGBT驱动芯片及其一些外围电路组成,结构完全相同。新型EPS就是把充电、放电两部分电路合为一体,结构简单,控制简易,系统可靠性也相对提高,更重要的是产品成本低,功耗也相对减少一半。PWM整流器是其重要理论依据和出发点。
PWM整流器采用全控型开关管取代传统的半控型开关管或二极管,以PWM斩控整流取代了相近整流或不控整流,具有以下几大优良性能:
可以看出,他也是后备式电源。在结构上"充电电路"与"逆变电路"合并为一个整流/逆变电路,即PWM整流器。他能够实现传统的EPS宽/放电的功能,具体的工作过程是这样的:当市电正常时,Ks合并,即市电同时给负载和电池供电,PWM整流器工作于整流状态,蓄电池浮充。当市电异常时,为了防止电能回馈电网,Ks断开,由电池给负载供电,PWM整流器工作于逆变状态,蓄电池放电。同时,检测蓄电池端电压,直到端电压下降到放电终止电压时,即蓄电池放电完毕,自动关闭PWM整流器。应该重新充电才能重新使用。由于PWM整流器能够进行控制功率因数,所以给定电流信号应与电网电压同相(整流),或者反向(逆变),实现单位功率因数控制,净化电网,提高效率。