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(chǎng)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(chǎng)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(jí)聯(lián)電池模塊方便地延長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)壽命
溫度補(bǔ)償功能，減少環(huán)境溫度對(duì)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(chǎng)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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?，?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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)電網(wǎng)適應(yīng)能力的指標(biāo)有哪些？
UPS對(duì)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)合，首先要選擇小容量UPS，其次要依其對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(guó)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(duì)于要求長(zhǎng)延時(shí)供電的場(chǎng)合，看重哪些功能指標(biāo)去選用UPS？
長(zhǎng)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(duì)供電智能管理要求高的場(chǎng)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(duì)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(duì)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(guó)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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