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UPS五种不同的分类方式

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UPS电源作为计算机的重要外设,已从最初的提供后备时间单一功能发展到今天的提供后备时间及改善电网质量的双重功能,在保护计算机数据,改善电网质量,防止停电和电网污染对用户造成危害等方面起着很重要的作用。目前,市场上的UPS品牌种类繁多,但可从电路主结构、后备时间、输入输出方式、输出波形和输出容量等五方面对其进行分类,其中从电路主结构进行分类是现行最被接受的。

  

  一、从电路主结构分

  

  1、后备式

  

  早期的后备式UPS在市电供电正常时,市电直接通过交流旁路和转换开关供电于负载,交流旁路相当于一条导线,逆变器不工作,此时供电效率高但质量差。在近年的后备式UPS往往在交流旁路上配置了交流稳压电路和滤波电路加以改善。当市电异常(市电电压、频率超出后备式UPS允许的输入范围或市电中断)时,后备式UPS通过转换开关切换到电池状态,逆变器进入工作状态,此时输出波形为交流正弦波或方波。后备式UPS存在切换时间,一般为4毫秒~10毫秒,但对一般的计算机设备的工作不会造成影响。由于后备式UPS工作时输出波形大都为方波,供电质量相对较差,只适用于要求不高的场合,并且功率一般都较小,多在2000瓦以下。但后备式UPS产品有着价格优势,比较便宜,适合于小型办公企业和家庭用户使用。

  

  2、在线互动式

  

  在线互动式UPS是界于后备式和在线式工作方式之间的UPS设备,它集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点。在线互动式UPS的逆变器一直处于工作状态,具有双向功能,即在输入市电正常时,UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电,起充电器的作用;在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作,将电池组的直流电压转换为交流正弦波输出。在线互动式UPS也有转换时间,比后备式UPS短,保护功能较强。采用了铁磁谐波变压器,在市电供电时具有较好的稳压功能。由于充电逆变器共用一个模块,在给电池充电时,由逆变器产生的高频成份很难滤掉,充电效果不是非常令人满意,故不适合作长延时的UPS。在线互动式UPS价格远远低于在线式UPS,只比后备式UPS价格稍高,因此也是一种适合小型办公或家庭使用的UPS。

  

  3、在线式

  

  在线式UPS电源一般采用双变换模式。当市电正常时,在线式UPS输入交流电压,通过充电电路不断对电池进行充电,同时AC/DC电路将交流电压转换为直流电压,然后通过脉冲宽度调制技术(PWM)由逆变器再将直流电压逆变成交流正弦波电压供给负载,起到无级稳压的作用;而当市电中断时,后备电池开始工作,此时电池的电压通过逆变器变换成交流正弦波或方波供给负载,因此无论是市电供电正常时,还是市电中断由电池逆变供电期间,逆变器始终处于工作状态,这就从根本上消除了来自电网的电压波动和*对负载的影响,真正实现了对负载的无*、稳压、稳频以及零转换时间。在线式UPS的这种特点,使它比较适合于用外加电池或加装优质发电机的方法,改装成长时间不间断供电系统。在线式UPS输出多为正弦波,电压及频率稳定,所以它多被用在供电质量要求很高的场所。

  

  4、双逆变电压补偿在线式

  

  双逆变电压补偿技术也称为Delta技术,是目前国际上最领先的技术。它成功地将交流稳压技术中的电压补偿原理运用到UPS的主电路中,当市电存在时,两组逆变器只对输入电压与输出电压的差值进行调整和补偿,逆变器承担的最大功率仅为输出功率的20%,所以功率强度很小,功率余量大,这就增强了UPS的输出能力和过载能力,不再对负载电流波峰系数予以限制,可从容地对付冲击性负载,不再对负载功率因数进行限制,输出有功功率可以等于标定的KVA值。总而言之,Delta技术的运用,不仅弥补了原来在线式的不足,还使得许多主要指标有了新的突破。

  

  二、按输入输出方式分

  

  1、单相输入/单相输出

  

  2、三相输入/单相输出

  

  3、三相输入/三相输出

  

  小功率的UPS都采用单相输入/单相输出方式,而中、大功率的UPS多采用三相输入/单相输出和三相输入/三相输出。对于用户来说,三相供电其市电配电和负载配电比较容易,每一相都承当一部分的负载电流。

  

  三、从输出波形分

  

  1、正弦波

  

  2、方波

  

  输出波形为方波的UPS不适合带感性负载,因为感性负载会使得方波产生瞬态尖波,从而给UPS和负载设备带来破坏。大多数后备式UPS的输出波形为方波。

  

  四、从输出容量分

  

  1、微型(小于或等于1KVA)

  

  2、小型(大于1KVA,小于或等于5KVA)

  

  3、中型(大于5KVA,小于或等于30KVA)

  

  4、大型(大于30KVA,小于或等于100KVA)

  

  五、从后备时间分

  

  1、标准机

  

  UPS电源配备有内置的电池组,则称为标准机。由于受UPS体积和重量的限制,标准机局限于中、小功率的UPS。标准机一般是配置小容量的电池,所以后备时间不长。现行的标准机大多采用7Ah/12V的电池,功率越大的UPS,一般所用电池的节数也增加,如1KVA在线式的UPS用3节7Ah/12V的电池,3KVA的用8节,6KVA的用20节。其实电池的使用个数根本上决定于电池的规格和UPS的充电电压,因为大功率UPS的充电电压比功率的UPS的充电电压要大,对于同一规格的蓄电池,自然使用的电池节数就要增多。

  

  2、长效机

  

    UPS需外接电池组的,则称为长效机。长效机包括从小功率到大功率的UPS。长效机有着很大的机动性,用户可以根据自己所需后备时间的长短来确定采用何种容量的电池。关于UPS的后备时间与蓄电池容量的计算可以根据以下的公式来确定:

  

  C=P×PF/(U×η×C)

  

  其中C:蓄电池容量。

  

  P:UPS的额定功率,单位为VA。

  

  PF:UPS的功率因数。

  

  U:电池组的直流端电压=电池额定电压╳电池节数

  

  η:逆变器的效率,为0.86。

  

  C:电池的放电速率,该值可以根据UPS所需后备时间t的长短在电池的放电曲线图上查得,例如当t=1小时,C=0.55;t=2小时,C=0.35;t=4小时,C=0.20;t=8小时,C=0.11。

  

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