浅析UPS电源的工作原理及实际应用

摘要：社会经济建设、文化事业不断发展、科学技术的进步，人们的日常生活、建筑施工、机械的正常运作等，越来越不开电的使用。而冶金行业的正常供电严重影响到生产商的经济效益和社会效益。因此，除了正常的工业电网保证供电以外，还需要配备ups电源系统以备不时之需。UPS的主要特点是智能化程度很高，采用的是储能器材是免维护蓄电池，但过分的安全暗示“免维护”的标签也带来了一定的负面效应即在运行中很容易忽略该系统的检修与检测。如果没有得到及时的检测，UPS的功能——供电设备的稳定性和连续相的有效保证就会停止运行。因此，对其维护的好坏，严重影响到电源的使用期限和故障率。

关键词：UPS电源；工作原理；实际应用

Abstract: Social and economic construction, cultural development, the progress of science and technology, people's daily life, building construction, machine's normal operation, the use of more and more without electricity. The normal power supply and the metallurgical industry seriously affect the manufacturer's economic benefit and social benefit. Therefore, in addition to industrial power system normal power supply outside, also need to be equipped with UPS power supply system to prepare for possible period of want or need. The main feature of UPS is the high intelligent degree, using the energy storage equipment is maintenance-free batteries, but security implies "maintenance-free" label excessive also brought certain negative effect is in operation it is easy to overlook the maintenance and testing of the system. If not timely detection, the stability of UPS function -- power supply equipment and continuous cease to ensure operation phase. Therefore, the maintenance of good and bad, the serious influence to power the use period and failure rate.

Key words: UPS power supply; operational principle; practical application

中图分类号：TM41 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言

UPS电源在保证持续供电方面做出了重大贡献，已经广泛应用于现代化企业生产、电力生产的工作环境中，也引起了各相关专业研究者的密切关注和不断创新。本文将重点阐述UPS电源的工作原理，说明了UPS电源是有效供电的保证及分析UPS电源在使用和选择上需要谨记的基本原则和对UPS进行维护和检测的重要作用。

UPS电源系统的组成及工作原理

1.1UPS的基本构架、组成部分

UPS主要元件是逆变器，其内部含有储能设备，保持稳定的电压、稳频的电源保护装置，主要由逆变器、静态开关和整流器、蓄电池构成。

1.2UPS电源的工作原理

AC——DC的转化：实现将来自电网的交流电通过自耦变压器降低电压、全波整流，及滤波改变成直流电压，提供给逆变电路。

DC——AC转变：大功率IGBI模块全桥逆变电路的主要特点是：过剩的功率富余量，在进行电源输出时单位范围内的输出阻抗小，响应速度极快。该逆变电路一般采用这种转化方式。更因为高频高频调制限制流量技术及快速锻炼保护技术的投入使用，该逆变器可攻克电压发生突然故障或应负载过重而短路等，都可以顺利工作。

UPS电源工作过程

在正常的电流即380VAC状态下，由主流回路中的直流电压供送给DC——AC交流逆变器，输出标准而稳定的电压，还可以对电池同时充电。当市电出现障碍或突然短路时，则由电池组通过隔离开关往回馈送电能。这中间并不用特定的转化时间。如果电池量快要用完的时候，由不间断电源充当警报器，而且停止工作，发出长鸣警告[1]。UPS电源能够对过载进行保护，当超载或负载150％时，它会以一个旁路状态的形式出现，并在负载恢复正常的时候调回原来的状态。

利用UPS提高供电系统的保障性和稳定性需要注意的几条事项

3.1UPS的选型

确立供电系统的可靠性和保障，第一步需要做的是了解用户的具体情况来进行选择正确的机型，重点是性能指标一定要严格把控。在所有的相关因素中，逆变电路的选择是最为关键的，它是否持续工作严重影响到UPS的正常运行，因而UPS电源设计成后备式与在线式两种形式。

后备式UPS

后备式UPS的工作流程是，市电处于正常状态下时，通过市电逆变转化成控制电路同时输出三种不同的信号 ，分别为1路信号、2路信号、3路信号，他们分别承担不同的职能。1路信号控制由电磁继电器的部件单双刀抛掷开接通开关给市电供电，而市电直接接受负载流通的电流。2路信号把电流送至“面板显示电路”，指示市电供应的情况；3号路流向逆变器，控制逆变电路[2]。后备式UPS的众多优点是高效快速运行、噪音污染小、成本较低，而且在对断电的时间限制较小、小功率设备的部分终端通信设备上的利用率很高。

在线式UPS电源

在线式UPS电源跟上面提到的后备式非常相似，稍微不同的是把后备式UPS的控制电压的设备即断电设备改换成了持续供电。在线式UPS的工作流程是，市电处于正常的工作状态下，首先它将市电交流电源转化成直流电源。然后，UPS里面的逆变器经过脉宽调制信号后，经过一些列变化最后向负载提供电流。它可以利用机内现有的蓄电池提供的直流电源保持正常的工作，并不需要市电供电与逆变器供电的转化操作，而且切换时间是零。若保持UPS中蓄电池的正常工作而不意外的长时间放电出现电池中的电压过低或自动关机，UPS电源可以持续提供供电，跟市电是否遭遇短路、掉电没有任何影响。与后备式UPS电源的功能相比较，在线式UPS的供电质量更为显著。根据用户对供电量的具体要求去进行选择。如果要求很高，在使用过程中不能允许电压不稳、断电的情况出现，后备式ups是更好的选择。

UPS蓄电池的性能特点

每一个UPS都配有专门的一个或一组蓄电池。储能元件的蓄电池的好坏直接影响到UPS的正常运行。就当前形势来看，一般会采用的是小型的免维护封闭式的铅酸电池。它的最大优点是密封性能好、充放电性能好几免维护，自动消耗的能量小，启动速度快和使用期限长，有一个较长的存储寿命。

UPS的使用和维护

通过分析和了解UPS的使用状况，要做好UPS的使用和维护，最主要做到的是对主机进行精心的维护。 对于主机的维护工作， 要做到以下几点：第一，保持主机的工作环境卫生清洁，防止灰尘进入机箱而引起局部电路电压过高，损害元器件，定时检测和维修散热风扇。第二，断电的时候，应先关掉负载，等UPS启动以后再启动负载。可以保障操作人员的人身安全，也避免人为的损坏UPS。第三UPS的功率选择一定要与它相搭配，且有适当的余量，不能超载，确定负载容量要效益UPS的额定功率。第五：尽量经常使用开关机，最好的做法是长时间让它处于开机的状态[3]。第六：UPS电源应该避免在有湿度、通风效果不好、脏乱的环境下进行工作，尽量避发光发热的环境。

结束语：

为了更好的保证各大电工厂的生产用电、顺利进行，一定要做好相应的维护工作。任何一种设备都有出现障碍的时候，为维护好UPS电源系统的正常工作，减少断电、短路的发生，相关的工作人员一定不要忽略了电源系统的检测，维修。本文总结了UPS电源系统领域里面各专家研究取得的一些建设性意见和思考方向，对UPS的功能、维护措施和工作原理进行了简单的探讨和分析，希望对以后这方面的研究有所启发。

参考文献：

[1] 徐济仁,陈家松.选择和维护使用UPS电源[J];电源世界.2009(08）：156-157.

[2] 徐济仁.陈家松.UPS技术及其发展趋势[J];电源世界.2010（07）：145-146.

[3] 徐永福.不间断电源分类、发展及特点[J].电源世界.2011（10）：178-179