各種UPS系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

隨著時(shí)間的推移，業(yè)內(nèi)的UPS產(chǎn)品類型逐漸增多。不同類型的UPS適合不同的用途，沒有一種類型的UPS適合所有的應(yīng)用領(lǐng)域。

現(xiàn)在，APC白皮書對(duì)于每種UPS類型都給出了明確的定義，深入分析每種系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，并列出各種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。借助于這些信息，您可以做出明智的決策，選擇適合自己需要的UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

UPS類型

后備式

在線互動(dòng)式

后備式-鐵磁共振

雙轉(zhuǎn)換在線式

Delta轉(zhuǎn)換在線式

后備式UPS

后備式UPS是用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的最常見的類型。在圖1所示的結(jié)構(gòu)圖中，轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置為選擇濾波后的交流輸入作為主電源(實(shí)線路徑)，一旦主電源出現(xiàn)故障，就會(huì)切換到電池/逆變器作為備用電源。一旦發(fā)生這種情況，轉(zhuǎn)換開關(guān)必須進(jìn)行操作，將負(fù)載切換到電池/逆變器備用電源上(虛線路徑)。逆變器只在電源出現(xiàn)故障時(shí)才啟動(dòng)，因此稱作“后備式”。這種設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高、尺寸小和成本低。如果采用適宜的濾波電路和浪涌保護(hù)電路，這些系統(tǒng)還可以提供適當(dāng)?shù)脑肼曔^濾和浪涌抑制功能。

在線互動(dòng)式UPS

在線互動(dòng)式UPS是用于小企業(yè)、網(wǎng)站、部門服務(wù)器的最常見的設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)方案中，電池到 交流電源的轉(zhuǎn)換器(逆變器)始終連接到UPS的輸出端。如果在輸入交流電源正常時(shí)反向操作逆變器，就會(huì)給電池充電。

一旦輸入電源出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)換開關(guān)就會(huì)打開，并通過電池向UPS輸出端供電。與后備式UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，由于逆變器始終打開且與輸出端保持連接，這種設(shè)計(jì)進(jìn)一步增強(qiáng)了濾波效果，并降低了轉(zhuǎn)換瞬態(tài)過電壓。

后備式-鐵磁共振UPS

后備式-鐵磁共振UPS曾經(jīng)是功率范圍3-15kVA的應(yīng)用領(lǐng)域中使用最廣泛的UPS類型。此設(shè)計(jì)依賴于一個(gè)特殊的飽和變壓器，該變壓器具有三個(gè)線圈(電源連接)。主電源路徑通過交流輸入電源、轉(zhuǎn)換開關(guān)和變壓器，最后連接輸出端。當(dāng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)將打開，逆變器將向輸出負(fù)載供電。

在后備式-鐵磁共振設(shè)計(jì)方案中，逆變器處于后備式模式，當(dāng)輸入電源出現(xiàn)故障且轉(zhuǎn)換開關(guān)打開時(shí)，逆變器才被激活。這種變壓器具有特殊的“鐵磁共振”功能，它能夠提供有限的電壓調(diào)節(jié)和輸出波形“修整”功能。鐵磁共振變壓器提供的對(duì)交流電源瞬態(tài)過電壓的保護(hù)與任何濾波器一樣，甚至更好。但鐵磁共振變壓器本身會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的輸出電壓失真和瞬態(tài)過電壓，這可能造成比交流電源連接不當(dāng)更嚴(yán)重的后果。即使這種UPS被設(shè)計(jì)為后備式UPS，鐵磁共振變壓器也會(huì)由于其本身的低效率而產(chǎn)生大量的熱量。另外，這些變壓器比常規(guī)的隔離變壓器體積大，因此后備式-鐵磁共振UPS通常非常龐大和笨重。

雙轉(zhuǎn)換在線式UPS

這是10kVA以上功率范圍的電源最常用的UPS類型，除了主電源路徑是逆變器(而非交流主電源)外，其余與后備式設(shè)計(jì)相同。

在雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)中，輸入交流電發(fā)生故障并不會(huì)激活轉(zhuǎn)換開關(guān)，因?yàn)檩斎虢涣麟娨恢痹诮o備用電池充電，而由備用電池向輸出逆變器供電。所以，在輸入交流電源出現(xiàn)故障時(shí)，無需時(shí)間進(jìn)行在線運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

在這一設(shè)計(jì)中，電池充電器和逆變器將轉(zhuǎn)換全部的負(fù)載功率，并由于產(chǎn)生了更多的熱量而導(dǎo)致效率降低。