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在线双变换UPS电源系统主要有几种架构

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-10-31 16:05  浏览量:

  在线双变换UPS电源系统主要有几种架构?UPS有三种类型,既被动后备式、在线互动式和双转换在线式,每种类型的UPS的工作原理是不一样的。无旁路的双变换UPS电源电路结构,由整流器/充电机、逆变器、蓄电池充电机(选件)、蓄电池开关等组成。那么在线双变换UPS系统主要有几种架构呢?

  在线双变换UPS电源系统主要有几种架构?

  双转换在线式UPS系统是先将市电变换成直流,一边给电池进行充电,一边供给下一级的逆变器,逆变器再将整流器或电池的直流变换成交流供给负载,这类UPS转换到电池供电的时间为0,且可以消除市电中的各种骚扰,主要用于大功率的UPS和非常重要的负载,市场上的3kVA以上的UPS基本上都是这种类型的UPS。

UPS电源.jpg

  ●相控整流+交流升压变压器

  物理架构为固定功率一体机,塔式安装。由可控硅整流器、IGBT逆变器以及交流升压变压器组成,也就是我们谈到的工频机。UPS体积大、重量沉。效率低,输入的性能参数也不理想。

  ●PWM整流+DC直流升压

  物理架构为固定功率一体机,模块化、类模块化、机架式或者塔式安装。由IGBT整流器、IGBT直流升压、IGBT逆变器以及可选配的1:1变压器组成,也就是通常意义上的高频机。UPS电源体积小、重量轻。输入输出性能参数良好,效率较高。

  为了提高系统的可靠性,双变换在线式UPS一般增加了自动旁路电路。小功率采用继电器转换便能满足要求,而大功率一般为采用可控硅(SCR)方式的静态开关。绝大多数在线式UPS都采用双变换电路结构。

  在线双变换式UPS电源系统可以为负载提供很完美的保护,可以滤除电网中基本所有的干扰和谐波,缺点是架构复杂,一般成本较高。几个架构对比来说可靠性最高,目前80%UPS均采用该架构,输出为标准正弦波,主要对IT负载或其它行业重要负载提供保护。

  双变换在线式UPS的结构

  1)变换器:

  该变换器为AC/DC单向变换。当市电存在时,它完成对蓄电池的充电,并通过变换器2向负载供电。该变换器多为不可控整流或可控整流电路。

  2)变换器:

  该变换器为DC/AC单向逆变。当市电存在时,它由变换器l获得直流电能后再转换为交流后输出至负载,并保证向负载提供高质量的交流电源;当市电中断时,由蓄电池通过变换器2向负载供电。

  3)旁路开关:平时处在断开状态,当变换电路发生故障、负载有冲击性(例如启动负载时)或发生过载故障时,变换器停止输出,旁路开关接通,由电网直接向负载供电,旁路开关多为智能型的功率容量很强的无触点开关。

  UPS供电方式的发展趋势

  1、产品效率越来越高,就UPS来说,目前主流产品效率已高达95%,未来可以提升的空间已经非常有限;

  2、从关注产品到关注方案。迫于低成本、高效率等方面的压力,越来越多的用户会尝试更加高效的供电架构而非仅仅关注产品本身;

  3、新技术带来系统可用性的提升,同时对硬件可靠性的要求逐渐降低;

  4、在效率提升有限的情况下,其他特性如智能特性、适用性(与其他方案的融合能力)将更加突出。

  总体来看,越来越多的用户会要求设备UPS电源厂家具备提供综合解决方案的能力,目前大多数的UPS、HVDC等供电产品厂家都开始推广微模块等整体解决方案,而未来技术的发展可能还会推动这种融合向供电链路的上下游推进。

  总结:UPS系统作为目前应用最成熟的不间断电源产品在各行各业都有广泛应用,对数据中心来说,目前的主流产品是在线双变换UPS系统。系统采用在线式UPS双变换拓谱架构设计,完全消除了电网的各种干扰;AC/DC输入设有谐波抑制器,消除了UPS对电网的谐波污染。

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