UPS电源的分类和UPS的工作原理

2021-08-06

一、后备式UPS不间断电源

工作原理

当市电正常时，一路市电通过整流器对蓄电池进行充电，而另一路市电通过自动稳压器初步稳压吸收部分电网干扰后，再由旁路转换开关直接提供给用户。此时，蓄电池处在充电状态，知道蓄电池充满而转为浮充状态。

当电网电压或电网频率超出UPS的输入范围时，即在非正常的情况下，交流电的输入被切断，充电器停止工作，蓄电池进行放电，在控制电路的控制下逆变器开始工作，使逆变器产生220V、50Hz的交流电，此时UPS供电系统转换为蓄电池一逆变器继续向负载供电。

特点：结构简单、价格便宜、噪声低、但绝大部分时间，负载得到是稍加稳压处理的“低质量”正弦波电源。转换时间长，后备式UPS不间断电源的逆变器不是经常工作的，因此不掌握逆变器的动态状况，容易形成隐形故障。适合不太重要单台PC机使用。

电路结构

• 充电器。当市电正常时，充电器对蓄电池进行充电和浮充电。
• 以DC/AC逆变器。当时点存在时，逆变器不工作；市电中断时，由它将直流电（由蓄电池供给）转变成负荷负载要求的交流电，电压波形有方波、准方波和正弦波3种形式。
• 输出转换开关。当时间存在时，输出转换开关捷通输入电源，向负载供电；市电中断时，输出转换开关再断开市电回路的同时接通逆变器，由逆变器继续向负载供电。
• 智能调压电路。四点存在时，智能调压电路可用来调节并稳定输出电压。

二、在线式UPS不间断电源

工作原理

运行模式为“市电和用电设备是隔离的，市电不会直接供电给用电设备”，而是到了UPS就被转换成直流电，再兵分两路，另一路则转回交流电，供电给用电设备，市电供应品质不稳或停电时，电池从充电转为供电，知道市电恢复正常才转回充电，“UPS在用电的整个过程是全程介入的”。其优点是输出的波形和市电一样是正弦波，而且纯净无杂讯，不受市电不稳定的影响，可供电给“电感型负载”，只要在UPS输出功率足够的前提下，可以供给任何使用市电设备。

UPS不间断电源一直使其逆变处于工作状态，通过电路外部交流电转变为直流电，再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰；在停电时则使用备用直流电源给逆变器供电。由于逆变器一直在工作，因此不存在求换时间问题，适用于对电源有严格要求的场合，在线式UPS电源不同于后备式的一大优点是供电持续长，一般为几个小时，也有大到十几个小时的。

特点

采用20Hz以上的PWM技术，具有优良的输出电压瞬变特性，噪音较小，约为50dB；输出正弦波的波形失真系数最小，一般小于3%，转换时间为零。

三、在线互动式UPS不间断电源

工作原理

在市电正常时，在线互动式UPS不间断电源供给负载的是改善了的市电，当市电故障时，负载完全由蓄电池供给的能力经逆变器变换后供电。在线互动式UPS电源中有一个双向，既可以当逆变器使用，又可以作为充电器。在线互动式UPS不间断电源是根据输入市电情况通过升降压或逆变时调整电压输出。

特点

在线互动式UPS不间断电源与在线式UPS不间断电源相比，由于没有经过两次变换其功率损失明显低于在线式UPS不间断电源，因而效率高，可到95%以上，在市电供电时过载能力可达200%，有较宽的输入电范围，噪音低，体积小等。采用可控硅整流，会对市电产生较强的谐波电流，但在线互动式UPS在带线性负载时不会对市电产生污染。