UPS電源專題研究第二十五期：UPS電源組及原理分析
2016-03-16
一、整流充電器
整流充電器可以把市電或油機的交流電能變為直流電能，為逆變器和蓄電池提供能量，其性能的優劣直接影響UPS不間斷電源的輸入指標。它主要有兩個作用，一是將交流電轉化為直流電經過濾波處理后提供給負載設備或是逆變器，還有一個作用*是為蓄電池起到一個充電電壓的作用，好比是一臺充電器。
1、晶閘管整流器。晶閘管整流器輸出容量大，可靠性高，工作頻率低，濾波器體積大，噪聲大，適用于輸入電壓低、功率大的UPS電源。
2、二*管與絕緣柵雙*晶體管(IGBT)組合型整流器。二*管+IGBT組合型整流器的工作頻率高，具有功率因數校正功能，濾波器體積小，噪聲低，可靠性高，適用于中小功率UPS電源。
二、逆變器
逆變器主要由濾波電路、控制邏輯和逆變橋三部分組成。
逆變器用以把市電經整流后的直流電能或蓄電池的直流電能轉換為電壓和頻率都比較穩定的交流電能，其性能的優劣直接影響UPS不間斷電源的輸出性能指標。IGBT逆變器工作頻率高(20kHz)，濾波器體積小，噪聲低，可靠性高。
三、旁路開關
旁路開關是為提高UPS不間斷電源系統工作的可靠性而設置的，能承受負載的瞬時過載或短路。因UPS不間斷電源的逆變器采用電子器件，如IGBT管的過載能力僅為125%，當UPS電源供電系統出現過載或短路故障時，UPS電源將自動切換到旁路，以保護UPS電源的逆變器不會因過載而損壞。UPS電源供電系統轉入旁路供電后，是由市電直接供給負載，因市電的系統容量大可提供足夠的時間，使過載或短路回路的斷路器跳閘，待系統切除過載或短路回路后，旁路開關將自動轉換回由逆變器繼續向其他負載供電。
1、靜態旁路開關。靜態開關為無觸點開關，由晶閘管開關器件構成。所謂電子式靜態轉換開關，是將一對反向并聯的快速晶閘管連接起來作為UPS不間斷電源在執行由市電旁路供電至逆變器供電切換操作時的元件，由于快速晶閘管的接通時間為微秒*，同小型繼電器毫秒*的轉換時間相比，它只是小型繼電器的千分之一左右。因此，依靠這種**技術，可以對負載實現轉換時間為零的不間斷供電。正常工作時，只有逆變器供電回路或交流旁路電源回路之中的一路電源向負載供電。只有當UPS電源需要執行由交流旁路電源供電至逆變器供電切換操作時，才會出現短暫的(約幾毫秒~幾十毫秒)兩路交流電源在時間上重疊向負載供電的情況。靜態開關可以將轉換時間縮短到毫秒以下，甚至100μs以內，但損耗較大。
2、動態旁路開關。動態開關為有觸點開關，由接觸器、斷路器構成，靠機械動作完成轉換，動態開關轉換過程會有幾十毫秒的供電中斷，故不能應用于重要的負載場合，現代的UPS不間斷電源已很少采用。
四、蓄電池
蓄電池主要是作為UPS不間斷電源電源儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯而成，它容量的大小決定了可應急用電時間的長短。其在市電正常時，由充電器為其提供電能轉換為化學能，在市電中斷時，其將化學能轉換為電能為逆變器提供電能。