UPS是什么？一般人都不太清楚。其实UPS就是我们常说的不间断电源，UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，欧时中国通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护，本篇将带大家一起来学习一下UPS。$ z- d& f6 u2 c% u; s( [4 W) x* i
UPS定义 ( n* q1 Q s h$ `8 U UPS（Uninterruptible Power System ），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。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。RS中国当市电输入正常时，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。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。 9 ^8 z. N3 ~( B7 e; P* R) @( | UPS组成$ {' h3 E: l( @' g- b. k6 i
UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，欧时电子元件整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检 不间断电源故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。/ S$ _& `& i% A. c/ [9 i X
UPS工作过程 / ?; Z; ~+ N# y7 R9 f$ E+ y8 g 当市电正常380Vac时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输 不间断电源工作原理框图出稳定的220V或380Vac交流电压，同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载（150%负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当发生严重超载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。 Z6 x! E% J! W: b% G# r
UPS的核心—DSP控制器* Y6 [2 z+ R. M8 n
Frank以德州仪器(TI)的TMS320F28335 DSP为例子来说明。这个芯片能够提供增强的、经济高效的解决方案，可以高速执行多种控制算法，从而使实现高采样速率成为可能。! ^5 ?# n; t4 f l% p
UPS系统的控制器采用TI公司推出的业界首款浮点TMS320F28335 DSP，它具有150MHz高速处理能力，具备32位浮点处理单元，单指令周期32位累加运算，可满足应用于更快代码开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求。与前代领先的DSP相比，最新的F2833x浮点控制器不仅可将性能平均提升50%，还具有精度更高、简化软件开发、兼容定点C28xTM控制器软件的特点。 . i: F. U. Z1 i9 _9 @3 d% a 当市电正常时，在线式UPS输入220V交流电压，经过EMI/RFI滤波后，被送到继电器RY2。当市电电源的电压正常时，RY1继电器处于闭合状态。在此条件下，市电电源将分以下几路去控制后级电路的运行： * {- P* q/ j& G （1）市电直接经交流旁路被送到常闭触点继电器RY2，然后向负载供电。这种情况一直维持到UPS执行开机“自诊断”检测操作后，通过微处理器的调控将UPS从市电供电状态切换到逆变器供电状态为止。( d1 p3 c( ~3 ]% Z
（2）经充电器对UPS的内置蓄电池组进行充电。8 r4 }1 c3 o" l7 k6 s9 _! z2 p( F Q
（3）市电电源经由保险丝后，再经带输入功率因数调节功能的整流滤波器，变成两路直流电源。该直流高压电源在逆变器内经正弦脉宽调制功率放大和高频滤波后，变成一路幅值稳定，频率和相位同步跟踪市电电网频率和相位的高质量的纯正正弦电源，最后通过输出滤波器送到负载。, S" {! K' m# l$ e& |+ M
（4）当市电供电异常时，电池的电压通过DC/DC变换器变成幅值高达±390V的直流高压电源，然后再经过逆变器，变换成交流正弦波供给负载。* u' n; P# y. @2 _- G; N. t3 m
总结+ N; U, o9 f$ N9 U" R i* p5 T
UPS电源的出现与计算机的发展有着密切的关系，建立一个不停电的供电系统对于任何一个用电户都是十分需要的。机房的可靠供电又是重中之重，UPS不间断电源就是为了解决不间断供电而设置的。 以服务器为核心的网络机房中心要配备UPS电源是不言而喻的，即使是一台普通电脑，其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值，因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分必须的。7 P- }! P# y. c
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