工频在线式UPS电源工作原理

从《UPS电源是什么?》我们了解到了电网里存在电源中断、电源污染等电源质量问题,严重影响到IT和工业领域精密仪器设备正常运行,需要配置UPS电源来保证高质量电力供应。但是很多朋友不太明白UPS电源是如何工作的,安第斯电源小编整理了相关资料,形成一个系列,本期当中我们将了解到工频在线式UPS电源的工作原理。

工频在线式UPS电源系统工作原理

工频在线式UPS电源系统主要由整流模块和逆变模块组成交流到直流再到交流的双变换电路、静态旁路、维修旁路、电池充放电回路等几个主要的模块组成。市电与旁路通过反向并联的可控硅作为切换开关来进行切换。

工频在线式UPS电源系统架构图如下所示:

图1:工频在线式UPS电源工作原理系统示意图
图1:工频在线式UPS电源工作原理系统示意图

 

对系统架构图进行简化后分别对每种工作模式进行说明。

工频在线式UPS电源系统市电工作模式 (LINE MODE)

在市电模式下,市电输入经过整流模块变换成直流并滤波后,一方面经过 SPWM逆变模块输出交流电供给输出,另一方面给电池进行充电。此时旁路输入处于备用状态。

图2:工频在线式UPS电源市电工作模式原理示意图
图2:工频在线式UPS电源市电工作模式原理示意图

工频在线式UPS电源系统电池工作模式 (BATTERY MODE)

当市电输入出现异常,系统自动无间断切换到电池工作模式,由电池通过逆变模块输出交流电给输出。此时旁路输入处于备用状态。如果市电恢复正常,系统自动不间断的切回市电模式。

图3:工频在线式UPS电源电池工作模式原理示意图
图3:工频在线式UPS电源电池工作模式原理示意图

工频在线式UPS电源系统旁路工作模式 (BYPASS MODE)

旁路工作可以被启用和被禁用,一般UPS电源生产厂家默认是启动的。机器除了交流输出短路、接线错误、逆变静态开关短路、旁路静态开关短路、过载,其它故障模式下系统会自动切换到旁路向负载供电。待异常情况消除后,系统自动恢复正常工作模式。

图4:工频在线式UPS电源旁路工作模式原理示意图
图4:工频在线式UPS电源旁路工作模式原理示意图

工频在线式UPS电源系统ECO工作模式 (ECO MODE)

ECO 模式可以被启用和禁用,一般UPS电源生产厂家默认是禁用。如果负载对电源的质量要求不是很高,而对系统的效率要求较高时,可以启用“ECO 工作模式”。在这种模式下,旁路输入正常时系统通过静态旁路给负载供电,市电这一路也同时在工作,并给电池进行充电,只是输出的静态开关属于断开状态。当旁路输入异常,系统会自动切换到市电或电池模式供电,切换时间少于 10ms。当旁路输入恢复正常,系统又切回到旁路供电。在很大程度上提升了系统供电效率。

图5:工频在线式UPS电源ECO工作模式原理示意图
图5:工频在线式UPS电源ECO工作模式原理示意图

工频在线式UPS电源系统维修旁路工作模式 (M-BYPASS MODE)

当UPS电源系统需要进行维护,但又不希望负载供电中断时,可以先断开机器市电输入和电池输入开关,此时机器会转入旁路工作模式。然后合上维修旁路开关,再断开旁路开关,此时旁路输入通过维修旁路继续给负载供电,实现UPS电源内部不带电而对负载仍然供电整流模块 逆变模块 电池组 交流输入的维修工作模式。

图6:工频在线式UPS电源维修旁路工作模式原理示意图
图6:工频在线式UPS电源维修旁路工作模式原理示意图

工频在线式UPS电源系统其余模式说明

除了以上几种工作模式外,还存在 STANDBY 模式,POWER OFF 模式及 FAULT 模式。STANDBY 模式为等待模式,当不满足输出条件,机器则处于此模式下,在此模式下市电可以对电池充电。当机器处于 STANDBY 模式下,等待一段时间后无其他模式可以转换,则会进入POWER OFF 模式。当 UPS 进入此模式,机器不能再次被开启,需要等待机器完全断电后再启动。当 UPS 出现故障后进入会故障模式,进入此模式后机器无需断电,“退出 Fault 模式”功能设置即可退出故障模式,机器可以不重启。

有关工频在线式UPS电源各种工作模式的工作原理介绍到这里,如果您有任何疑问可以致电来咨询。