UPS不间断电源技术【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述 电子信息工程 UPS 摘要： 本文介绍了 ups的工作原理，应用，功能，选择及其发展。 ups(Uninterruptible Power System)，即不间断电源，是信息技术领域中一个重要组成部分，它是一种集电力技术、控制技术和信号检测及通讯技术于一身的高科技电源设备，被广泛应用于计算机及网络系统等多个应用领。 关键词： 不间断电源（ ups）；信息技术；电源设备 1 引言 UPS主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时， UPS 将市 电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充

2、电；当市电中断 ( 事故停电 )时 , UPS 立即将机内电池的电能 ,通过逆变转换的方法向负载继续供应 220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏 1。 UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性 ,而电压稳定度则说明当 UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。 还有 UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征 UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性

3、能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题 2。 2 UPS的定义 UPS已从 60 年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路，并且还在继续发展 3。目前， UPS一般均指静止式 UPS，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类 。 现在已经被广泛 应用计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭 4。 3 UPS的分类 目前市场上的 UPS主要分为三种类型：后备式、在线互动式、双变换在线式 UPS电源。 后备式 UPS电路简单，对电压的频率不稳、波

4、形畸变以及从电网侵人的干扰等不良影响基本没有改善，目前这种机型应用范围随着新技术的不断成熟而不断缩小。 在线互动式 UPS电源使用的是工频变压器，当市电流人变压器后，在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头拉人，同时在双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节输出电压，以此来达到 比较好的稳压效果。当市电掉电时，蓄电池通过双向变换器给变压器供电，实现输出电压的不间断。目前这种两机型的应用范围随着新技术的成熟而不断缩小。 双变换在线式 UPS电源的整流器多为可控硅整流器，但也有 IGBT PWM DSP高频变换新一代整流器。当市电存在时，实现 AC一 DC转换功能，一方面向 DC AC逆变器提

5、供能量，同时向蓄电池充电。当逆变时，完成 DC AC转换功能，向输出端提供高质量的电能。无论是市电供电，还是转向电池供电，其转换时间均为零。近几年来一种新的技术是将交流稳压技术中的电压补偿原理应用到双变 换在线式 UPS电源的主电路中，产生一种新的 UPS电路结构型式，被称为双逆变电压补偿在线式 UPS电源 5。 4 UPS电源的选择 4.1 UPS电源容量的选择 UPS电源容量的选择是至关重要的。容量的大小标志着 UPS电源能带负载的多少所有欲选配 UPS电源的功率必须略大于负载的实际功率才能使 UPS电源可靠地工作 UPS电源的负载除纯电阻外，还有感性和容性负载实际能供给负载的功率均低于标

6、称功率容量，因而必须把各种类型的负载都考虑进去 4.2 对类型的选择 根据负载对输出稳定度、切换时间、输出波形要求来 确定选择在线式、在线互动式、后备式以及正弦波、方波等类型的 UPS方波类型 UPS有转换时间，而正弦波 UPS转换时间为零，稳定度好在线式 UPS一般是正弦波输出，其稳定度、瞬间响应能力比另外几种 UPS强，对非线性负载及感性负载的适应能力也较强，对一些较精密、较重要的设备要求采用在线式 UPS 4.3 对各用时间的选择 备用时间指在电网停止后 UPS电源所能维持用户系统继续工作的时间备用时间与 UPS电源所配电池容量大小和所带负载大小有关选择时应从两方面考虑：负载对供电的要求

7、市电停电次数和每次停电的时问长 短一次性停电时间较长且负载要求不问断工作的应选择配用大容量电池的 UPS电源 4.4 对功率因素的选择 一般 UPS电源给出的功率因数在 0 8左右有的 UPS电源采用了补偿技术使功率因数可达 0 90 99可尽量选择功率因数大或具有补偿能力的 4.5 注重对品牌的选择 好品牌的 UPS产品质量有保证。售后服务周到及时对用户承诺言而有信目前知名的 UPS品牌有美国的 APC、 SANTAK、 POWERWARE。法国的 MGE，日本的 FUDEN，国内的科华、实达、华为等 6 5 UPS的应用范围 UPS作为一种稳压稳频纯净化的电源现已成为供电系统的核心部分，受

8、到了广泛的认可。在供电质量较佳的欧美和日本，已经将 UPS作为标准设备。国内电网供电质量较差， UPS应用更是必不可少。UPS的典型应用有：金融系统、制造业、铁路系统、航空系统、石油化工、煤矿开采、情报、邮电、水利、电力中心、医疗卫生、学校、研究所、商业楼宇、政府机关、军事设备 7。 6 UPS电源的发展 随着不断地被开发出来的新技术在实践中的逐步应用，可以预见：今后 UPS电源将向着数字化、智能化、网络化的方向发展 8。 6.1数字化 UPS： 2l世纪初，全球 UPS技术将向着数字化的方向发展，一方面在控制技术中采用了数字信号处理器DSP控制，使输人电流正弦化，并与市电电压相同，从而实现

9、UPS高输入功率因数 (PV约为 1)，消除对市电的谐波“污染”，大幅度减少无功损耗，明显降低了运行成本，达到环保的目的。另一方面，在逆变器控制电路中采用正弦波直接反馈技术，使其调节高速化，远远优于传统模式模拟反馈技术，再加上小的输出滤波器和 20 kHz以上的 SPWM调制，使 UPS动态响应特性非常好。在逆变器保护电路中采用性能优良的过流保护技术，使逆变器不仅具有较强的过载能 力，允许 100负载不平衡 (指三相逆变器 )，而且具有强有力的自身保护。也正是在上述条件保证下，抛弃了传统式逆变器输出变压器，不仅噪音低而且效率高。全数字化 UPS是新一代 UPS，它具有高质量、高可靠、高指标、多

10、功能等特点。 6.2 智能化 UPS： UPS的智能化主要通过系统的控制软件实现。主要包括系统运行状态自动识别和控制、系统故障自诊断、蓄电池自动监测管理、智能化内部信息监测与显示等。 6.3 网络化 UPS： 在计算机网络以及通信事业迅猛发展的推动下，把 UPS做为网络家庭一个成员的要求越来越迫切。动态的、远 程的 UPS管理成为每一个 UPS使用者所追求的目标 9。 今天， UPS不间断电源已经越来越普及，作为直接关系到计算机软硬件能否安全运行的一个重要因素，电源质量的可靠性和先进性已经引起越来越多的人的重视。高频化、数字化、智能化、网络化、高效率、大容量单机冗余化是今后 UPS发展的主要方

11、向。相信随着科技的不断进步， UPS技术在不久的将来也将开辟一个更新的领域 10。 参考文献 1 李成章谈网络时代的 UPS 供电系统 J中国计算机用户， 1999(9)： 41 43 2 杨成义基于嵌入式的 UPS 网络监 控系统的设计 D武汉：华中科技大学， 2006： 40 44 3 张国光 UPS 使用注意事项 J现代通讯， 2004(8)： 34 4 陈静智能 UPS 软件的开发及研制 D浙江：浙江大学， 2001： 8 9 5 陈道炼 DC AC 逆变技术及其应用 M北京，机械工业出版社， 2003 6 李成薯新型 UPS 不间断电源原理与维咎技未北京；电子工业出版社 1995 3 7 王其荚，何春华 UPS 不问断电源剖析与应用 M北京：科学出版社 1996 8 王其荚，刘秀荣新型不停 电电源 (UPS)的管理使用与维护 M北京：人民邮电出版社， 2005 9 周志敏 UPS 的发展方向：数字化、智能化、网络化 EB OL 2008 07 07 http：/www cps800 corn. 10 刘文芹浅谈 UPS 发展趋势 J电源世界， 2006(2)： 2 3