丹東APCUPS電源

丹東APCUPS電源

UPS電源中的電容的作用

APC UPS電源中的電容發(fā)揮了什么樣的作用，其這種作用是如何發(fā)揮的？這個(gè)電容作用的揮對(duì)于它本身來(lái)說(shuō)意義是什么呢？
  
  輸出電容是PWM逆變器輸出的濾波電容，它與逆變器輸出變壓器（或電感）共同組成濾波電路，而不是補(bǔ)償電容。其大小是由廠家根據(jù)濾波要求設(shè)計(jì)所決定的，不是按輸出無(wú)功功率計(jì)算的。由于有了這個(gè)濾波電容，對(duì)高次諧波來(lái)講是濾掉了，對(duì)于基波來(lái)講是一個(gè)固定的電容電路。APC UPS電源輸出端不管是否有負(fù)載，也不管負(fù)載大小，逆變器總是要供給這樣一個(gè)容性電流。對(duì)于感性負(fù)載來(lái)講，可以降低逆變器電流，而對(duì)于容性負(fù)載來(lái)講，又增大了逆變器電流。
  
  產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題的原因還是UPS規(guī)定在額定容量時(shí)的負(fù)載功率因數(shù)的數(shù)值問(wèn)題。雙變換型UPS一般規(guī)定為0.8(或0.7)，在此條件下選定的功率器件。但也可以規(guī)定為1，那具體數(shù)據(jù)就不同了。Delta變換APC UPS電源也是一樣，它在電池工作情況下是和雙變換型無(wú)輸出變壓器的高頻機(jī)UPS是相同的。對(duì)選擇逆變器的功率器件和高頻機(jī)是一樣的。所以負(fù)載功率因數(shù)取1是廠家設(shè)計(jì)時(shí)確定的。當(dāng)然，由于這樣的設(shè)計(jì)，10kVA的UPS可以帶10kW功率因數(shù)為1的負(fù)載。


 電路工作原理：晶體管VT、升壓變壓器T和C2、C3等元件組成變壓器耦合型多諧振蕩器，如圖所示數(shù)據(jù)其振蕩頻率為10kHz左右。變壓器T的一次繞組L1兩端約有峰一峰值電壓24V的脈沖電壓，通過(guò)變壓器T升壓，在二次繞組L3兩端產(chǎn)生約70OV脈沖高壓。VD6～VD11和C4～C9組成倍壓整流（實(shí)際測(cè)量為3倍多）電路，在輸出端愾與地之間產(chǎn)生約2O2kV的脈動(dòng)直流高壓。
  該電路的關(guān)鍵元件之一為升壓變壓器T，其3個(gè)繞組（L1～L3）的匝數(shù)如圖所示數(shù)據(jù)。其中，L1、L2的線經(jīng)為φ0.18mm，L3繞徑為φ0．07mm，在繞制和裝配時(shí)應(yīng)注意L1、L2同名端的接法，否則電路不能起振。電路中各二極管、晶體管及電容應(yīng)注意耐壓值的選取不能過(guò)低。此外應(yīng)注意各高壓元件之間應(yīng)有一定的距離，并保持整個(gè)裝置的防塵防潮良好。若需提高輸出電壓，增高電源電壓即可，但必須注意有關(guān)元件的高壓不能超過(guò)其額定值。

 電路工作原理：由圖可知，當(dāng)S1閉合時(shí)，外接直流電源一路通過(guò)發(fā)光二極管LED1發(fā)光，表明外電源供電正常；第二路通過(guò)二極管VD1、C1，送人IC（MAX639）DC-DC轉(zhuǎn)換器，再由其向外提供225mA／5V的直流輸出，同時(shí)經(jīng)電阻R4，將LED2點(diǎn)亮，表明輸出正常。LED1和LED2同時(shí)點(diǎn)亮，表示該小功率直流電源工作正常。
  當(dāng)開關(guān)S1和S2同時(shí)閉合時(shí)，IC接受供電。當(dāng)外部電源斷開時(shí)，二極管VD2起作一個(gè)自動(dòng)開關(guān)的作用。即外部電源供電時(shí)，二極管VD2反向截止，各用電池?zé)o電流流出；但在外面電壓低于備用電池電壓或斷電時(shí)，二極管VD2導(dǎo)通，各用電池接通供電。
  在給電路加電之前，需要檢查所有的連接。當(dāng)電路中無(wú)各用電池時(shí)，按以下程序檢測(cè)電路：S1和S2斷開，將UPS與外部電源相連，閉合開關(guān)S1，兩只LED均應(yīng)發(fā)亮。如兩只均不亮，則檢查UPS的輸人電壓；如LED1亮而LED2不亮，則應(yīng)檢查接線，再檢查UPS的輸出；如果無(wú)電壓輸出，則測(cè)MAX639集成電路的輸人電壓；如果無(wú)輸人電壓，則可能為VD1損壞；如LED1不亮而LED2亮，則應(yīng)檢查L(zhǎng)ED1的連接回路是否正確。

了解APUPS電源
  
  UPS是將蓄電池（多為鉛酸免維護(hù)蓄電池）與主機(jī)相連接，通過(guò)主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過(guò)逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS設(shè)備通常對(duì)電壓過(guò)高或電壓過(guò)低都能提供保護(hù)。
  
  APCUPS的可靠性
  
  UPS的可靠性更多有賴于電源系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，而并非UPS本身的設(shè)計(jì)(如UPS是否采用互動(dòng)式或雙變換技術(shù))。而最終，提高UPS可用性的辦法無(wú)疑就是將包括UPS和整個(gè)電源保護(hù)方案在內(nèi)的整體修復(fù)時(shí)間縮至最短，將冗余擴(kuò)至最大。
  
  一直以來(lái)，MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)是UPS生產(chǎn)商用來(lái)測(cè)量和說(shuō)明UPS可靠性的關(guān)鍵度量指標(biāo)。不過(guò)，用MTBF萊預(yù)測(cè)UPS的可用性實(shí)際上卻難具說(shuō)服力。
  
  為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我們來(lái)舉一個(gè)例子，假設(shè)一臺(tái)UPS的MTBF是200，0OOh，非專業(yè)人士可能簡(jiǎn)臺(tái)UPS的MTBF是200，0OOh，非專業(yè)人士可能簡(jiǎn)單地以為該設(shè)備可以無(wú)故障運(yùn)行200，000h(約為23年)。但是，事實(shí)上UPS生產(chǎn)商不可能也不會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行為期23年的無(wú)故障運(yùn)行測(cè)試。相反，他們只是根據(jù)UPS組件的預(yù)計(jì)使用壽命先行計(jì)算出一個(gè)MTBF值。然后，在其出貨量增長(zhǎng)到具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)，會(huì)根據(jù)這批設(shè)備實(shí)際的性能數(shù)據(jù)替換到某些初步的預(yù)估值，這些修正后的數(shù)據(jù)可能存在誤導(dǎo)性。比如，假設(shè)2，500臺(tái)UPS在5年的研究期內(nèi)運(yùn)行良好，那么得到的MTBF值可能會(huì)相當(dāng)高。但是如果這些系統(tǒng)中有一個(gè)組件的使用壽命只有6年，那么在5年研究期過(guò)后的一年，它們中的90%可能會(huì)發(fā)生故障。
  
  UPS設(shè)計(jì)的分類:
  
  第一類、后備式UPS的電源通路
  
  當(dāng)UPS檢測(cè)到停電故障時(shí)，后備式UPS可以切斷IT設(shè)備(lTE)的市電供電，為系統(tǒng)提供電源保護(hù)。不過(guò)，一些備用電源系統(tǒng)會(huì)在過(guò)壓或欠壓時(shí)提供局部的電源保護(hù)，對(duì)電池電源的使用較為有限?？梢?jiàn)，雖然后備式UPS可提高效率和降低成本，但有時(shí)提供的電源保護(hù)并不全面。
  
  第二類、互動(dòng)式UPS的電源通路
  
  互動(dòng)式UPS通常視情況適度調(diào)節(jié)電壓之后，再對(duì)受保護(hù)設(shè)備供電。不過(guò)，互動(dòng)式UPS必須使用電池電源來(lái)防止各種頻率異?，F(xiàn)象和停電'清況。
  
  第三類、雙變換式UPS的電源通路
  
  雙變換式UPS可以將關(guān)鍵負(fù)載與市電電源完金隔絕，從而確保為IT設(shè)備提供潔凈、可靠的電力。雙變換式UPS比后備式UPS和互動(dòng)式UPS更耗能，因此它們?cè)跀?shù)據(jù)中心或設(shè)備司內(nèi)的散熱量更高。
  
  如何提高UPS可靠性
  
  1、添加并聯(lián)電池組:使用單組串聯(lián)電池的UPS對(duì)正常供電負(fù)載的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增強(qiáng)。如果串聯(lián)申的電池其申一只出問(wèn)題，就會(huì)影響整串電池組放電，從而導(dǎo)致UPS無(wú)法正常供電。如果在UPS上再并聯(lián)一串電池組的話，假設(shè)其中一串電池組發(fā)生故障，那么UPS仍可由另一串正常的電池組供電一段時(shí)間，從而有時(shí)間連接備用發(fā)電機(jī)供電或者從容關(guān)閉負(fù)載設(shè)備。
  
  2、安裝柴油發(fā)電機(jī):電池供電只能解決一時(shí)的燃眉之急。如果面臨長(zhǎng)時(shí)間的斷電情況，即使使用了最長(zhǎng)時(shí)效的電池組可能也是"有心無(wú)力"。因此，在長(zhǎng)時(shí)間停電的情況下，使用柴油發(fā)電機(jī)作為備用供電電源較為理想力口。
  
  3、通過(guò)并聯(lián)安裝UPS提高可用性
  
  冗余的設(shè)計(jì)邏輯，不僅適用于電源保護(hù)方案，同樣亦適用于UPS設(shè)計(jì)。在電源設(shè)計(jì)申構(gòu)建多條電源通路能夠從根木上提高系統(tǒng)的可靠性。
  
  電源供應(yīng)鏈的最終性能受限于其申最弱的一環(huán)。因此，在供應(yīng)鏈的每一點(diǎn)上添加多個(gè)冗余可以提高其整體的可靠性。因此，最可靠的輸電系統(tǒng)通常包括從總電源至用電負(fù)載的多條相互獨(dú)立的電源通路，相互盡可能避免重疊。采用冗余配置的電源系統(tǒng)，當(dāng)組件發(fā)生故障或者進(jìn)行例行維護(hù)時(shí)郡不會(huì)導(dǎo)致IT設(shè)備關(guān)閉。
  
  如何選擇UPS配置
  
  根據(jù)設(shè)備功率選用匹配的UPS電源，例如需要續(xù)航使用的設(shè)備是一臺(tái)電腦（參考350W），可以配置一臺(tái)500va的UPS。選擇方式是；設(shè)備功率除于UPS功率因數(shù)0.8等于匹配的UPS。
  
  根據(jù)設(shè)備功率，延時(shí)要求。做出配置方案。延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)配置的電池組容量或數(shù)量就越多。
  
  蓄電池容量的計(jì)算方法
  
  蓄電池的容量必須是以所定的電壓、所定的時(shí)間可向負(fù)載提供的容量。以下就容量計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明：
  
  1、計(jì)算容量的必要條件A、放電電流有必要明確放電過(guò)程中負(fù)載電流的增減變化和其隨時(shí)間變化情況。B、放電時(shí)間可預(yù)期的負(fù)載的最大時(shí)間。C、最低蓄電池溫度預(yù)先推定蓄電池放置場(chǎng)所的溫度條件，決定蓄電池溫度最低值。一般設(shè)置在室內(nèi)時(shí)為50C，設(shè)置在特別寒冷地區(qū)室內(nèi)時(shí)為-50C。用空調(diào)保證室內(nèi)溫度時(shí)按實(shí)際溫度作為最低溫度。D、允許的最低電壓?jiǎn)胃裨试S的最低電壓（V/單格）=（負(fù)載所允許的最低電壓+導(dǎo)線的電壓損失）/串聯(lián)格數(shù)
  
  2、容量的計(jì)算公式C=1*[K1I1+K2（I2-I1）、、、、、、、KN（IN-IN-1）]/LC：250C的額定放電率換算容量（AH）、、、、、、UXL電池是10HR容量。L：對(duì)因維護(hù)系數(shù)、使用年數(shù)、使用條件的變化而引起的容量變化而使用的修正值。一般L值采用0.8。K：由放電時(shí)間T、電池的最低使用溫度、允許的最低電壓而決定的容量換算時(shí)間。I：放電電流下標(biāo)1、2、、、、N：按放電電流變化順序依次加給T、K、I
  
  3、容量的計(jì)算舉例A、放電電流140A（一定）B、放電時(shí)間30分C、最低蓄電池溫度-550CD、允許的最低電壓1.6V/單格按上述條件，得出K=1.1C=1X1.1X140=192（AH/10HR）/0.8所以，可使用UXL220-2。注：上述例子是針對(duì)放電電流一定的簡(jiǎn)易的負(fù)載類型電池容量的計(jì)算