瑞士固特工业级电力UPS工作原理

工作原理

原理框图

整机的工作原理：

该UPS是一个多重保护的交流供电设备。当主电正常时，首先将市电通过输入隔离变压器隔离整流变换成纯净的直流电，滤除市电中的干扰，然后通过逆变隔离后，经过STS静态开关给客户负载提供纯净的稳压稳频的纯净电源，同时向蓄电池充电（无逆止二极管的情况下）；当市电出现异常时，则将蓄电池储存的直流通过逆变交流输出，保证用户负载的高质量的电源供电；手动维修旁路保证在不断电的情况下对UPS进行维护或检修。

?微处理器控制中心：

微处理器CPU将输入、输出、电池、环境等数据经高速运算，然后控制整流器、逆变器、静态开关的运行和保护并响应外部的操作指令。

?整流和充电单元：

市电输入检测电路将市电输入电压频率和相位信息送到CPU进行运算，市电的电压、频率、相位在正常范围内时，CPU送出整流控制信号，整流电压从0V缓慢的上升到额定电压，减小对输入的浪涌电流冲击。由于电池组和直流总线并联运行，整流器同时对电池进行充电：当电池电压低于浮充电压时，整流器工作在恒流模式，此时MCU将电池的充电电流反馈和用户设置的电池容量信息进行计算控制；当电池充至浮充电压时，转为恒压充电模式。同时MCU还根据电池的温度信息对电池进行温度补偿充电，还根据电池的使用情况对电池进行定时维护管理（当电池长时间没有充放电时，CPU自动转为均充模式来激活电池的活性），以延长电池的使用寿命和减少用户的管理负担。

?IGBT逆变单元：

在直流总线正常时，CPU发出逆变控制信号，逆变电路通过SPWM驱动信号驱动IGBT逆变桥，经变压器隔离变压、滤波后，输出纯净的正弦交流电。逆变器通过调整驱动信号的脉冲宽度使输出电压从0V缓慢的上升到额定电压，通过输出反馈控制使输出稳定；同时检测输出电压、电流对逆变器进行保护。

?自动和手动旁路单元：

旁路电路即是将输入通过开关电路直接转换到输出供电。当逆变器关闭或故障时，CPU高速控制静态开关自动切换到旁路供电，而不间断负载的供电。

旁路电源可以和主电为同一组电源，也可以是不同的交流电。

?显示通讯单元：

显示单元是将整机的运行状态和数据通过LED和LCD显示出来，同时还通过RS232、RS485、干接点信号、SNMP卡等，配合后台软件实现远程监控。

采用了触摸屏设计,图形化的操作介面，表格式的数据显示。500条超长的事件记录，对你的供电状态进行分析和管理提供很好的帮助。

高度融合了数字化技术，提高了MTBF和可靠性，由独立的一个主控板控制整个系统工作，采用高速微处理器控制，保证设备稳定、可靠运行。

除了上图之外，UPS的其它组成部分包括：逆变隔离变压器、输入电感，输入隔离变压器、IGBT、可控硅、空气开关等