特點(diǎn)：
高功率密度，整機(jī)2-3U
超寬輸入電壓/頻率范圍，適應(yīng)惡劣電網(wǎng)環(huán)境
輸出功率因數(shù)高達(dá)0.9，帶載量提升20-30%， 效率高達(dá)92-94%
三相單相兼容，適合多種應(yīng)用場合
兼容機(jī)架式/塔式安裝方式
支持并聯(lián)擴(kuò)展運(yùn)行(最大4臺(tái))
提供豐富機(jī)架選件，方便機(jī)架內(nèi)的配電/監(jiān)控等功能的一體化實(shí)施可平滑接入艾默生易睿TM監(jiān)控系統(tǒng)
Adapt系列UPS的產(chǎn)品定位？
適用于服務(wù)器機(jī)房等區(qū)域，保護(hù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信等關(guān)鍵設(shè)備
完全匹配艾默生易睿TM機(jī)房整體方案
黑色機(jī)身設(shè)計(jì)突顯了與服務(wù)器、機(jī)柜的和諧搭配
Adapt系列UPS如何確保供電的高可靠性？
雙變換在線式設(shè)計(jì)，市電掉電無中斷
支持N+X冗余方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可靠性的大幅提升
DSP全數(shù)字控制，輸出穩(wěn)壓精度高
采用最新IGBT器件，實(shí)現(xiàn)輸入超寬抗電網(wǎng)波動(dòng)范圍
輸入標(biāo)配防浪涌電路，實(shí)現(xiàn)卓越的抗電網(wǎng)浪涌能力
Adapt系列UPS如何帶來綠色環(huán)保？
整機(jī)效率高達(dá)92%以上，節(jié)能效益明顯
輸入功率因數(shù)高達(dá)0.99，電能利用率高
滿足歐盟RoHS指令，物料/工藝無有毒物質(zhì)
可調(diào)速智能風(fēng)扇，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自適應(yīng)調(diào)節(jié)，有效節(jié)能降噪
提供ECO運(yùn)行模式，效率高達(dá)98%，顯著節(jié)能
Adapt系列UPS如何為您省錢？
高達(dá)0.9的輸出功率因數(shù)，掛接更多負(fù)載
支持并機(jī)擴(kuò)展運(yùn)行，且無需并機(jī)插框
系統(tǒng)效率高，省電、運(yùn)行成本低
功率密度高，占用機(jī)架空間小，節(jié)省機(jī)架數(shù)量
Adapt系列UPS如何方便的維護(hù)？
超大尺寸LCD和LED顯示，各類運(yùn)行數(shù)據(jù)/系統(tǒng)狀態(tài)/歷史情況一目了然
操作顯示面板旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，可隨安裝方式不同自由調(diào)整角度，方便直觀
Adapt系列UPS如何提高方案的可用性？
兼容三單/單單(5/10KVA)，三單/三三(16/20KVA)多種應(yīng)用場合
支持多達(dá)4臺(tái)的并機(jī)，系統(tǒng)容量隨意擴(kuò)充
可通過級聯(lián)電池模塊方便地延長后備時(shí)間
Adapt系列UPS如何滿足各種監(jiān)控需求？
提供最新USB監(jiān)控端口
提供可采集環(huán)境量的SIC網(wǎng)絡(luò)適配卡，支持服務(wù)器自動(dòng)安全關(guān)機(jī)功能
后臺(tái)軟件兼容多種操作系統(tǒng)(Windows/Linux/HP-UX/Sun Solaris/IBM AIX等)
兼容艾默生機(jī)房監(jiān)控平臺(tái)SiteMonitor，支持Web監(jiān)控
提供Mib庫，方便接入各類NMS網(wǎng)管系統(tǒng)
Adapt系列UPS如何保護(hù)和延長電池組壽命？
超寬輸入電壓/頻率范圍，有效減少電池放電幾率，延長壽命
溫度補(bǔ)償功能，減少環(huán)境溫度對電池壽命的影響
超強(qiáng)充電能力，有效縮短電池回充時(shí)間
電池組節(jié)數(shù)設(shè)置靈活，便于電池系統(tǒng)的利舊(16/20KVA)
支持共用電池組(16/20KVA)，節(jié)省電池投資
UPS(Uninterruptible Power System)，即不間斷電源系統(tǒng)，是一種含有儲(chǔ)能裝置(通常為蓄電池)，以逆變器為主要組成部分的恒電壓、恒頻率輸出的不間斷電源系統(tǒng)。主要應(yīng)用于要求設(shè)備24小時(shí)供電的場合，如通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備等。當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)儲(chǔ)能裝置的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方式向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。
關(guān)鍵字：UPS、整流、逆變器、開關(guān)電源
二、UPS系統(tǒng)介紹及過程分析
圖一是個(gè)非常典型的UPS在地鐵中的應(yīng)用，從上圖中可以明顯看到，該系統(tǒng)包含配電柜、UPS電源和外置維護(hù)開關(guān)，終端負(fù)載為各機(jī)電系統(tǒng)，如信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)。配電柜的作用是對用電設(shè)備進(jìn)行配電和控制，在電路出現(xiàn)過載、短路和漏電時(shí)，配電柜還可以進(jìn)行斷電保護(hù);外置維護(hù)開關(guān)主要是在維護(hù)檢測過程中閉合，旁路掉UPS的電路，使電能從外置維護(hù)開關(guān)的電路上通過，實(shí)現(xiàn)了在保證后端負(fù)載能夠得到正常供電的情況下不影響對設(shè)備的維護(hù);在市電異常，配電柜斷電的情況下，UPS電源通過儲(chǔ)能裝置給后端的設(shè)備供電。
UPS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖二，主要由五部分組成：電源輸入電路，進(jìn)行AC/DC變換的整流器，進(jìn)行DC/AC變換的逆變器，輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的。凈化功能由儲(chǔ)能電池來完成，由于整流器對瞬時(shí)脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流能量的功能外，對整流器來說就像接了一只大容量電容器，其等效電容量的大小，與儲(chǔ)能電池容量大小成正比。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機(jī)自檢故障后的自動(dòng)旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
下面結(jié)合UPS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分析市電供電和斷電兩種狀態(tài)下UPS的工作過程：
1、市電正常時(shí)，交流電通過主電輸入端口，交流電輸入經(jīng)整流濾波變換成直流后，再通過SPWM逆變器逆變，然后交流電供給輸出，最后通過逆變靜態(tài)開關(guān)切換到用戶負(fù)載，形成整個(gè)供電的通路。在UPS系統(tǒng)中，之所以在市電供電的情況下還需經(jīng)過整流、逆變等電路，而不是直接由市電給后端的用戶負(fù)載供電，其目的是提高供電、用電的質(zhì)量。同時(shí)，通過整流后的直流也給予電池組充電，詳細(xì)過程見圖三，工作路線見圖中的標(biāo)示。
2、當(dāng)市電異常(斷電)時(shí)，主電輸入端口已經(jīng)沒有電能輸入，而是由電池輸入，通過SPWM逆變器逆變出交流電供給輸出，通過逆變靜態(tài)開關(guān)切換到輸出給用戶負(fù)載，完成整個(gè)供電的通路。詳細(xì)過程見圖四，工作路線見圖中的標(biāo)示。
三、電源解決方案分析
對于整個(gè)系統(tǒng)而言，各功能電路的工作電源的重要性是不言而喻的，因?yàn)橐坏┕ぷ麟娫闯霈F(xiàn)故障，整個(gè)裝置就陷入癱瘓狀態(tài)，正常工作就無從談起，因此工作電源必須可靠、精確。
1、整流/充電電路：
整流/充電在UPS中主要由兩個(gè)作用：一是將交流電整流成直流電，經(jīng)濾波供逆變器使用，二是給蓄電池提供充電電壓，對蓄電池進(jìn)行充電?？刂齐娐肥钦麄€(gè)整流/充電電路的核心，因?yàn)闊o論是整流直流輸出作為逆變器的輸入控制，還是給蓄電池充放電的控制，必須保證控制可靠、穩(wěn)定、有序，因此一般會(huì)采用微機(jī)控制為核心的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測量與采集、脈沖輸出與同步，信號(hào)輸出等功能，見下圖五。
根據(jù)各個(gè)功能電路的特點(diǎn)，微機(jī)處理器、信號(hào)輸出和脈沖輸出的隔離光耦一般采用5V/1A供電，轉(zhuǎn)換A/D采樣電路一般為±15V/0.3A，而保護(hù)電路中的繼電器和后端驅(qū)動(dòng)電路可以采用24V/1A，前端直接通過接入市電供電，金升陽提供的LH60-20B24\URB2405YMD-6WR3\URA2415YMD-10WR3的開關(guān)電源能夠完美的解決此處的供電方案，具體的初步方案可以設(shè)計(jì)如下圖六：
2、逆變器---IGBT驅(qū)動(dòng)電路
逆變是將直流電變?yōu)榻涣麟姡瑢?shí)現(xiàn)逆變的電路稱為逆變電路，逆變器的主要功能就是將整流/充電器的輸出直流電壓變換成穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電。逆變器主回路采用的是三相橋式逆變電路，控制方式采用SPWM調(diào)制方式，逆變功率器件選用IGBT。
IGBT屬于大功率開關(guān)管，需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電路才能滿足其快速開通和關(guān)斷，且IGBT需要的驅(qū)動(dòng)電壓一般為﹢15V和-9V，同時(shí)要考慮到每個(gè)驅(qū)動(dòng)要隔離供電，不能共用一個(gè)電源，因此前端的直流供電可以采用24V的輸入，金升陽可提供URB2415LD-20WR3開關(guān)電源和QP12W05S-37 IGBT驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)換成電源供電方案的電路設(shè)計(jì)如下圖七：
以上圖六和圖七推薦的電源方案為廣州金升陽的隔離型開關(guān)電源及驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)，具備高隔離耐壓、小體積、耐高溫和寬電壓輸入等特點(diǎn)，很好的滿足了UPS系統(tǒng)各部分供電的要求。電源模塊的隔離功能能夠減少負(fù)載與負(fù)載間的相互干擾，同時(shí)在高壓逆變電路中起到了安全保護(hù)的作用，另一方面開關(guān)電源具有高效率、穩(wěn)壓、高精度的特性，能更好的保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
四、總結(jié)
UPS在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中是不可缺少的，為生產(chǎn)、生活做了不少的貢獻(xiàn)，新一代更便捷、更智能的UPS系統(tǒng)是研發(fā)工程師開發(fā)的方向。同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的電源解決方案將直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中除了實(shí)現(xiàn)和完善其功能外，還要保證工作電源其方案的穩(wěn)定性和可靠性。
ups不間斷電源設(shè)備產(chǎn)品選型規(guī)則
1、UPS全名為Uninterruptable Power System(或Uninterruptable Power Supply)，在因事故停電或電源品質(zhì)不佳時(shí)，UPS能提供高品質(zhì)及最經(jīng)濟(jì)的電源，確保電腦資料的完整及精密儀器的正常操作。
2、UPS的電性能指標(biāo)有哪些，如何分類？
UPS的電性能指標(biāo)有基本電性能(如輸入電壓范圍、穩(wěn)壓率、轉(zhuǎn)換時(shí)間等)、認(rèn)證性能(如安全認(rèn)證、電磁干擾認(rèn)證)、外觀尺寸等。依輸出電壓波形在市電斷電時(shí)是否具有轉(zhuǎn)換時(shí)間，可將UPS分類為后備式(Off Line，有轉(zhuǎn)換時(shí)間)與在線式(On Line，無轉(zhuǎn)換時(shí)間)兩種。在線互動(dòng)式(Line Interactive)由于仍有轉(zhuǎn)換時(shí)間，因此被視為是后備式的一種變型，只是充電時(shí)間較后備式的短而已。后備式與在線式UPS的另一個(gè)主要區(qū)別是穩(wěn)壓率，在線式的穩(wěn)壓率一般在2%以內(nèi)，而后備式至少在5%以上。因此，若用戶的負(fù)載設(shè)備屬高階通訊設(shè)備、醫(yī)療儀器、微波接收設(shè)備時(shí)，以選擇在線式UPS較佳。
3、負(fù)載(例如計(jì)算機(jī))對UPS常規(guī)電性能指標(biāo)有哪些，其使用量的范圍。
計(jì)算機(jī)與其他一般辦公室設(shè)備一樣，屬整流電容負(fù)載，此類負(fù)載功率因數(shù)一般在0.6～0.7之間，且相對應(yīng)的峰值因數(shù)只有2.5～2.8倍。而其他一般的馬達(dá)負(fù)載功率因數(shù)也只在0.3～0.8之間。因此一般UPS只要設(shè)計(jì)上具有功率因數(shù)0.7或0.8，而峰值因數(shù)3以上即可符合一般負(fù)載的需求。高階計(jì)算機(jī)對UPS的另一需求為具有低的零地電壓，具有超強(qiáng)防雷擊保護(hù)措施，可短路保護(hù)及具有電氣隔離等要求。
4、反映UPS對電網(wǎng)適應(yīng)能力的指標(biāo)有哪些？
UPS對電網(wǎng)的適應(yīng)能力指標(biāo)應(yīng)包括：①輸入功率因數(shù)；②輸入電壓范圍；③輸入諧波因數(shù)；④傳導(dǎo)性電磁場干擾大小等指標(biāo)。
5、UPS輸入功率因數(shù)低，會(huì)產(chǎn)生哪些不良影響？
UPS輸入功率因數(shù)太低對一般用戶而言是用戶必須投資更粗的電纜線及空氣斷路器開關(guān)等設(shè)備。此外，UPS輸入功率因數(shù)太低對電力公司較為不利(因電力公司需提供更多的電力才能符合負(fù)載所需的實(shí)際消耗電力)。
6、反映UPS輸出能力和可靠性的指標(biāo)有哪些？
UPS輸出能力即UPS的輸出功率因數(shù)，一般UPS為0.7(小容量1～10KVA UPS)，而新型的UPS則為0.8，有更高的輸出功率因數(shù)。UPS可靠性的指標(biāo)為MTBF(平均無故障時(shí)間)。在5萬小時(shí)以上為好。
7、在線式UPS的“在線”含義包括哪些，有哪幾個(gè)基本特征？
其含義包括：①零轉(zhuǎn)換時(shí)間；②輸出電壓穩(wěn)壓率低；③可過濾輸入電源突波、雜波等功能。
8、UPS輸出電壓的頻率穩(wěn)定性指的是什么，各種類型的UPS有區(qū)別？
UPS輸出電壓頻率的穩(wěn)定性是指空載與滿載時(shí)UPS輸出電壓及頻率變化的大小。尤其是在輸入電壓變化范圍的最大值與最小值變化時(shí)仍能有不錯(cuò)的輸出電壓頻率的穩(wěn)定性。針對此一要求，在線式UPS要遠(yuǎn)比后備式及在線互動(dòng)式優(yōu)良，而在線互動(dòng)式UPS則與后備式相差無幾。
9、用戶在配置和選用UPS時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？
用戶應(yīng)考慮①了解各種架構(gòu)UPS的適用情況；②考量對于電力質(zhì)量的要求；③了解所需UPS的容量，并考慮未來擴(kuò)充設(shè)備時(shí)的總?cè)萘?；④選擇有信譽(yù)的品牌與供應(yīng)商；⑤注重服務(wù)質(zhì)量。
10、電網(wǎng)質(zhì)量不好，而又要求100%不能停電的用電場合應(yīng)該選用什么樣的UPS？應(yīng)該看重UPS的哪些功能指標(biāo)選用UPS？
電網(wǎng)條件差的地區(qū)最好使用長延時(shí)(8小時(shí))在線式UPS，電網(wǎng)條件中等或好的地區(qū)可考慮用后備式UPS。輸入電壓頻率范圍是否寬廣、是否有超強(qiáng)防雷擊能力、抗電磁干擾能力是否通過認(rèn)證等均是選用UPS時(shí)需要著重考慮的功能指標(biāo)。
11、用電容量小或者局部供電的場合，應(yīng)該看重哪些功能指標(biāo)去選用UPS？
用容量小或局部供電的場合，首先要選擇小容量UPS，其次要依其對供電質(zhì)量的要求高低，選擇在線式或后備式UPS。后備式UPS有500VA，1000VA，在線式有1KVA至10KVA可供用戶選擇。
12、用電容量大或者集中供電的場合，應(yīng)該看重哪些功能指標(biāo)去選用UPS？
用電容量大或集中供電的場合，應(yīng)選擇大容量三相UPS。并考慮是否有①輸出短路保護(hù)；②可接愛100%不平衡負(fù)載；③具有隔離變壓器；④可作熱備份；⑤多國語言圖形化LCD顯示；⑥可進(jìn)行遠(yuǎn)端監(jiān)控；⑦有超強(qiáng)監(jiān)控軟件，可自動(dòng)尋呼，自動(dòng)發(fā)E-mail。
13、對于要求長延時(shí)供電的場合，看重哪些功能指標(biāo)去選用UPS？
長延時(shí)供電UPS需以滿載考慮配置高質(zhì)量、足夠能量的電池，及UPS本身是否具有超大型強(qiáng)充電電流來使外加的電池在短時(shí)間內(nèi)充飽電。UPS要有①輸出短路保護(hù)；②超強(qiáng)過載能力；③全時(shí)間防雷擊。
14、對供電智能管理要求高的場合，應(yīng)該選用什么樣的UPS？
應(yīng)選用可網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的智慧型UPS，通過UPS所具有的可在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、因特網(wǎng)上監(jiān)控的監(jiān)控軟件支援，可使用戶對UPS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的目的。監(jiān)控軟件要做到①可自動(dòng)尋呼及自動(dòng)發(fā)E-mail；②可語音自動(dòng)廣播；③可安全地關(guān)閉和重新啟動(dòng)UPS；④可跨不同作業(yè)平臺(tái)操作；⑤可預(yù)約開機(jī)；⑥可做電源狀態(tài)分析記錄；⑦可監(jiān)看UPS運(yùn)行狀態(tài)。并且監(jiān)控軟件需通過微軟公司的認(rèn)證。
15、用戶應(yīng)該對UPS廠商做哪些方面的考察？
①生產(chǎn)廠商是否具有ISO9000及ISO14000認(rèn)證；②是否為知名品牌，重視客戶利益及產(chǎn)品質(zhì)量情況；③是否在本地有維修中心或服務(wù)單位；④是否在安全規(guī)格及抗電磁干擾上通過國際認(rèn)證；⑤UPS是否具有較高的附加價(jià)值，例如是否未來可做網(wǎng)絡(luò)控制或智能控制等
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