典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖1所示,它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼髌骱统潆娖鳎约鞍阎绷麟娫僮優(yōu)榻涣麟姷哪孀兤?,電池在交流電正常供電時貯存能量且維持在一個正常的充電電壓上,一旦市電供電中斷時,蓄電池立即對逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓。
UPS的保護作用首先表現(xiàn)在對市電電源進行穩(wěn)壓,UPS的輸入電壓范圍比較寬,一般情況是從170V到250V,而輸出電源的質(zhì)量是相當(dāng)高的,后備式的UPS輸出電壓在5%~8%,輸出頻率穩(wěn)定在1Hz;如圖1,在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在3%以內(nèi),輸出頻率穩(wěn)定在0.5Hz。在市電正常時,UPS電源相當(dāng)于交流市電穩(wěn)壓器;同時市電對蓄電池進行充電,此時也相當(dāng)于充電器。在市電突然掉電的情況下,UPS自動切換到蓄電池供電,使計算機維持正常工作,保護軟硬件不受損害。
被動后備式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間僅簡單地作為備用電源使用。此種UPS電源,在市電正常時,負(fù)載完全而且是直接地市電供電,逆變器不做任何電能變換,蓄電池由獨立的充電器供電;當(dāng)市電不正常時,負(fù)載完全由逆變器提供電能。
被動后備式UPS具有結(jié)構(gòu)簡單、價格廉等優(yōu)點,運用于某些非重要的負(fù)載使用,如家用計算機等。但市電斷電時,繼電器將逆變器切換至負(fù)載,切換時間較長,一般需幾個毫秒的間斷,所以稍微重要的計算機設(shè)備不應(yīng)選用被動后備式UPS電源。
UPS的各種工作情況(以在線式UPS電源為例)。
(1)市電在UPS所允許的范圍內(nèi)正常供電時,粗線描繪了電源能量的流向。
(2)主電源故障即市電被切斷后,電源將瞬間改由逆變器提供能量。
(3)當(dāng)所帶負(fù)載過大或電源內(nèi)逆變器出現(xiàn)故障時,UPS將打開旁路由主電源直接供電。