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UPS電路結構形式與性能特點

知識百科

用什么樣結構形式的UPS，是使用者在選用時要考慮的首要因素，所以弄清各種類型UPS的結構形式和性能特點，正確評價其優缺點，就成為UPS廠商、經營者和用戶必須關注的問題 。
一、后備式結構(包括后備方波和后備正弦波) UPS
在市電正常時，逆變器不工作，市電電壓經智能調壓后直接送負載，所以它有下列特點：
1:常規輸出電性能指標取決于智能調壓，指標比較差，220Vac±10%，但能滿足負載要求；
2:在市電失壓和恢復的過程中，輸出電壓存在切換過程，一般可控制在10ms以內，不影
響負載供電；
3:逆變器只在市電異常時電池供電才投入運行，市電正常時，它處在后備狀態 。 因此整機輸出能力強 。
二、在線互動式UPS
它的工作過程與后備式相近，一般是智能結構，由MCU控制, 與后備式無本質的區別，差別在于雙向變換器取代后備式的逆變器和充電器，市電正常時，AC／DC變換給電池充電 。 市電異常時，DC／AC向負載供電 。 它同樣具有后備式電路簡單、可靠性較高和輸出能力強的特點，市電一電池轉換時，輸出電壓的切換時間也比較短（一般小于4ms），適用于小功率UPS用戶 。
三、三端口式UPS
它在主電路中串聯有工頻電感L，逆變器也是雙向工作，輸入輸出電壓的關系是 Uin一 UL= Uout，三者之間有相位差 。 通過改變逆變器中電流的幅值和相位，就可改變電感L上的電壓幅值和相位，以便在輸人電壓變化過程中，保持輸出電壓的穩定 。 特殊的結構形式決定了它的特點：
1：逆變器處于在線工作方式，隨時監視并參與對輸出電壓的調整，保證輸出電壓穩定，當市電失壓時，斷電時輸出電壓切換時間為其輸入切換開關動作時間，輸出能力強，穩態精度好，但輸入電壓范圍較小 。
【UPS電路結構形式與性能特點】2：由于輸入輸出電壓之間是通過改變相位關系來調整的，所以輸入功率因數低， 當輸入電壓高和輕載時呈感性，輸入電壓低和重載時呈容性
3：由于輸人輸出電壓有相位差，UPS旁路時會出現間斷，所以三端口式也只能適于小功率UPS用戶 。
四、雙變換在線式(按照結構可以分類為高頻線式UPS和工頻線式UPS)：
第一個變換器（AC／DC）通常為整流或可控整流電路，將交流轉換成直流并向電池充電，同時向第二個變換器提供100％負載功率的直流電能，第二個變換器（DC／AC）為逆變器，它把直流電能轉變為符合負載要求的交流電，當市電失壓時，直流電能由電池供給 。 雙變換在線式UPS應用廣泛，特別是大功率UPS，多采用這種形式，它的特點如下：
1：在線式正弦波輸出UPS，由于在線式UPS無論是在市電供電正常時，還是在市電供電中斷期間，它對負載（微型計算機）的供電均是由UPS的逆變器提供的 。 正因為如此，這就從根本上完全消除了來自市電的任何電壓波動和干擾對負載工作的影響，真正實現了對負載的無干擾穩壓供電 。 顯然這點不是任何一種抗干擾交流穩壓電源所能解決的 。 目前，市場上銷售的在線式UPS，當外界市電電壓變化范圍為180V－250V時，一般它的輸出電壓穩定精度可達220V ± 3％，正弦波的工作頻率穩定度為50HZ±1%，甚至更高 。 波形失真度均在＜3％范圍內 。 當市電供電中斷時，在線式UPS能實現對負載的真正不間斷（零間斷）供電 。
2：在線式UPS同后備式UPS相比，它有優良的輸出電壓瞬態特性 。 一般在0~50%，50~100％負載加載或100％~50%，50%~0負載減載時，它的輸出電壓變化范圍≤5％，這種變化的持續時間一般為小于100ms 。 在線式UPS一般采用20kHZ左右的PWM脈沖寬度調制技術，所以噪音都比較小，一般噪音小于50dB 。