瑞士固特工業(yè)級電力UPS工作原理

工作原理

原理框圖

整機的工作原理：

該UPS是一個多重保護的交流供電設(shè)備。當主電正常時，首先將市電通過輸入隔離變壓器隔離整流變換成純凈的直流電，濾除市電中的干擾，然后通過逆變隔離后，經(jīng)過STS靜態(tài)開關(guān)給客戶負載提供純凈的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的純凈電源，同時向蓄電池充電（無逆止二極管的情況下）；當市電出現(xiàn)異常時，則將蓄電池儲存的直流通過逆變交流輸出，保證用戶負載的高質(zhì)量的電源供電；手動維修旁路保證在不斷電的情況下對UPS進行維護或檢修。

?微處理器控制中心：

微處理器CPU將輸入、輸出、電池、環(huán)境等數(shù)據(jù)經(jīng)高速運算，然后控制整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)的運行和保護并響應外部的操作指令。

?整流和充電單元：

市電輸入檢測電路將市電輸入電壓頻率和相位信息送到CPU進行運算，市電的電壓、頻率、相位在正常范圍內(nèi)時，CPU送出整流控制信號，整流電壓從0V緩慢的上升到額定電壓，減小對輸入的浪涌電流沖擊。由于電池組和直流總線并聯(lián)運行，整流器同時對電池進行充電：當電池電壓低于浮充電壓時，整流器工作在恒流模式，此時MCU將電池的充電電流反饋和用戶設(shè)置的電池容量信息進行計算控制；當電池充至浮充電壓時，轉(zhuǎn)為恒壓充電模式。同時MCU還根據(jù)電池的溫度信息對電池進行溫度補償充電，還根據(jù)電池的使用情況對電池進行定時維護管理（當電池長時間沒有充放電時，CPU自動轉(zhuǎn)為均充模式來激活電池的活性），以延長電池的使用壽命和減少用戶的管理負擔。

?IGBT逆變單元：

在直流總線正常時，CPU發(fā)出逆變控制信號，逆變電路通過SPWM驅(qū)動信號驅(qū)動IGBT逆變橋，經(jīng)變壓器隔離變壓、濾波后，輸出純凈的正弦交流電。逆變器通過調(diào)整驅(qū)動信號的脈沖寬度使輸出電壓從0V緩慢的上升到額定電壓，通過輸出反饋控制使輸出穩(wěn)定；同時檢測輸出電壓、電流對逆變器進行保護。

?自動和手動旁路單元：

旁路電路即是將輸入通過開關(guān)電路直接轉(zhuǎn)換到輸出供電。當逆變器關(guān)閉或故障時，CPU高速控制靜態(tài)開關(guān)自動切換到旁路供電，而不間斷負載的供電。

旁路電源可以和主電為同一組電源，也可以是不同的交流電。

?顯示通訊單元：

顯示單元是將整機的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)通過LED和LCD顯示出來，同時還通過RS232、RS485、干接點信號、SNMP卡等，配合后臺軟件實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

采用了觸摸屏設(shè)計,圖形化的操作介面，表格式的數(shù)據(jù)顯示。500條超長的事件記錄，對你的供電狀態(tài)進行分析和管理提供很好的幫助。

高度融合了數(shù)字化技術(shù)，提高了MTBF和可靠性，由獨立的一個主控板控制整個系統(tǒng)工作，采用高速微處理器控制，保證設(shè)備穩(wěn)定、可靠運行。

除了上圖之外，UPS的其它組成部分包括：逆變隔離變壓器、輸入電感，輸入隔離變壓器、IGBT、可控硅、空氣開關(guān)等