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艾默生在线式UPS电源的工作简介和系统简要分析
添加时间:2020-10-27 浏览次数: 235
不间断电源(不间断电源,UPS),也称为不间断电源,是一种在电源异常或中断的情况下持续一段时间为用户供电的电源模式[1-2]。 在正常情况下,微型计算机用户需要在市电电源中断的允许放电时间(通常为15至30分钟)内执行紧急操作,例如数据转储。 对于使用柴油发电机组的用户,有必要在此期间启动柴油发动机以替换市电,并继续向微型计算机供电。  UPS旨在防止用户在市电突然中断时丢失数据或损坏电子设备。 目前,艾默生UPS电源已经广泛应用于国民经济的各个行业,特别是在金融,通信和电力行业以及对城市电力有更高要求的其他部门。



  1工作原理

  在线艾默生UPS电源系统的基本原理可以根据市电状态单独讨论



 当主电网正常工作时,一方面,首先通过整流和滤波将主电源转换为直流电(AC-DC),然后通过SPWM波调制技术和LC滤波电路将其升压后再转换为DC-AC 将直流电转换为标准,稳定的交流电,以供用户使用。

  另一方面,考虑到电源电压不稳定,该单片机调整电源整流和滤波后的电压,以便它可以有效地给电池充电。 当市电突然中断或电压低于设定值时,系统断开电池充电电路,并使用电池提供的直流电通过逆变器,继续输出稳定的交流电以维持正常 用户的工作。 电池容量的大小决定了其连续供电的持续时间。 在正常情况下,可以一直维护到用户保存数据并安全关闭系统为止。



  2系统总体规划分析



 根据中国艾默生UPS电源的发展现状以及电源向高效率,低损耗,低成本方向发展的趋势,我们致力于系统节能和成本节约的研究。 和低输出波形失真。 为了实现此目标,请从系统的每个模块开始并采取以下措施。



  (1)前端Boost电路采用UC3845进行放大和稳压,输出电压波动率仅为0. 2%,更大输出占空比可达50%,电压理论可提升2倍 。 芯片电源电流仅为11 mA,大大降低了功耗。



  (2)逆变器中的MOS管采用IR公司的IRF3205,转换速度快,导通电阻为8MΩ,与同类型的MOS管相比,开关管的功耗大大降低。 在开关管的漏极和栅极之间与电阻器和电容器串联连接的吸收网络减少了开关管产生的峰值脉冲,并且还减小了波形的非线性失真,这有利于标准正弦波的输出 在随后的阶段



  (3)使用密封的无铅铅酸电池。 免维护电池价格低廉,节省了实验成本,基本可以满足中小型电源电路的电源需求。



  (4)FPGA和单片机的组合用于使系统控制核心灵活有效[4-5],同时减少了硬件电路并节省了生产成本[6]。 采样显示使用户可以随时跟踪系统的运行状态。



 该系统主要分为整流滤波电路,电池充电电路,Boost升压电路,SPWM调制全桥逆变电路,输出LC滤波电路和采样电路[7] 6个大模块。 该系统的整体框图如图1所示。

  3.电路设计

  3.1整流与滤波

  使用桥式整流,电路如图2所示。

  使用二极管单向传导进行整流的通用电路由成对连接的4个二极管组成[8]。 当输入为正弦波的正半周期时,二极管D1和D2导通;二极管D1和D2导通。 当输入为负半周期时,二极管D3和D4导通,整流器输出正电压。 从图中可以看出,每个二极管承受的电压等于输入端电压的更大值,是全波整流电路的一半。


  该系统使用集成的桥式整流器KBPC3506,输入电压的更大有效值为560 V,更大可通过电流为35 A,可以满足中小型电源电路中系统的任何要求。

艾默生Liebert UL33系列UPS系统是连接在输入电源和负载之间,为重要负载提供不受电网干扰、稳压、稳频的电力供应的电源设备,在市电掉电后,UPS可继续给负载提供一段时间的供电。UL33系列UPS采用双变换结构和先进的全数字控制技术,带输出隔离变压器,能提供稳定、洁净、不间断的电源,并具备完备的网络管理功能。

优点
先进的双 DSP 全数字控制技术, 提升产品可靠性、稳定性;
全数字控制的 IGBT 整流技术,–输入功率因数 0.99;THDi 可低至3%,绿色电源避免电网污染,有效利用电能;
业内独有的 UPS 防雷技术,内置D级防雷;
全数字控制的 IGBT 逆变器+输出变压器隔离,输出电压稳定,零地电压低,负载可灵活配置;
智能化电池管理,输出电压稳定,零地电压低,负载可灵活配置;
大屏幕中英文LCD显示 ,界面操作简单、便利,便于日常管理和维护;
特性
在线式双变换设计,隔离市电及油机可能存在的各类电网污染及电网故障对负载的影响;
采用先进的 DSP 及全数字控制技术,系统稳定性更高,可实现在线维护和扩容;
先进的 IGBT 绿色整流技术,功率因数近似为1,谐波电流<3%,提高电能利用率;
先进的分散式自主并联技术,无需集中旁路柜,可实现8台并联和在线扩容;
数字化均流技术,极小的环流、极高的并联可靠性;
超宽输入电压、频率范围,适应恶劣电网环境;
输出采用⊿/Z0隔离变压器,输出电压无直流分量,能缓解不平衡负载对输出的影响,有效地抑制计算机类非线性负载引起的输出电压三次谐波;
智能化电池管理,自动维护电池,延长使用寿命;
6英寸超大液晶显示器,中英文显示界面,方便国内外用户使用;
分层独立式密闭风道和冗余风扇设计,电路板三防漆防护,防尘滤网选件,具有高效散热和恶劣环境下的有效防护功能。

单进单出系列UPS电源的具体安装要求:



1.要求UPS供电为单相三线制。(零、火、地)市电波动在220V±%以内,零地电压小于V。



2.UPS前级及负载回路不能带漏电保护开关。



3.UPS输入零线不能过断路器或保险。



单进单出系列UPS电源的具体接线方式:



1.要求UPS供电为单相三线制。(零、火、地)市电波动在220V±%以内,零地电压小于V。



2.艾默生UPS电源前级及负载回路不能带漏电保护开关。



3.艾默生UPS电源输入零线不能过断路器或保险。(如需要断零线,则零火双断。)



4.艾默生UPS电源输入零线与输出零线(即UPS负载零线)要分开,不能混接。



5.艾默生UPS电源输入火线不能与其它用电设备的火线共接一个断路器下口。



6.输入输出断路器额定电压。



7.输入零、火线、地线用多股铜软线。



8.客户如为艾默生UPS电源外配长延时电池,(建议用户将电池与UPS主机并排放置)电池与主机之间连线长度  不超过5米。



9.建议用户负载配电采用分级,多路控制方式,且下一极断路器总额定容量不应大于上一极的130%。



10.建议用户为UPS及其负载单独设置配电盘,防护等级IP。



11.艾默生UPS电源负载插座与其它非UPS负载插座要区分开。



12.艾默生UPS电源负载插座零、火线不能接反。(左零、右火,上面为地线。)



13.建议艾默生UPS电源及电池工作环境干燥,温度在20~25℃之间,湿度在30%-90%.



以上这些就是常见的单进单出UPS电源安装规范,实际操作也可能会有点差异,但是主体是不会有大变动的,如果还有什么不明白,就需要请教专业工程师了。
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