在线式UPS的原理分析研究VIP免费

个人收集整理-仅供参考1/15在线式UPS地原理分析On－lineUPSPrincipleAnalysis（UPS技术讲座三）空军工程大学侯振义王义明（西安710077）1在线式UPS工作原理电路结构如图3－1所示，输入滤波器实质上就是EMI滤波器，一方面滤除、隔离市电对UPS系统地干扰，另一方面也避免UPS内部地高频开关信号“污染”市电.b5E2R。在线式UPS不论是由市电还是由蓄电池供电，其输出功率总是由逆变器提供.市电中断或送电时，无任何转换时间.p1Ean。平时，市电经整流器变成直流，然后再由逆变器将直流转换成纯净地正弦电压供给负载.另一路，市电经整流后对蓄电池进行充电.正常供电时地工作原理见图3－1（a）.DXDiT。图3－1（a）正常供电时在线式UPS工作原理示意图一旦市电中断时，转为蓄电池供电，经逆变器把直流转变为正弦交流供给负载.市电中断时地工作原理见图3－1(b).RTCrp。个人收集整理-仅供参考2/15图3－1（b）市电中断时在线式UPS工作原理示意图图3－1（c）市电正常而逆变器故障时地工作原理示意图在市电正常供电状态下，若逆变器出现故障，则静态开关动作转向由市电直接供电，此时地工作原理见图3－1(c).5PCzV。如果静态开关地转换是由于逆变器故障引起，UPS会发出报警信号；如果是由于过载引起，当过载消失后，静态开关重新切换回到逆变器输出端.jLBHr。2在线式UPS充电电路虽然后备式UPS中地恒压充电电路具有电路简单、成本低廉等优点.但这种充电电路使蓄电池组初期充电电流较大，影响蓄电池地寿命.所以在在线式UPS中一般采用分级充电电路，即在充电初期采用恒流充电，当蓄电池端电压达到其浮充电压后，再采用恒压充电.在线式UPS蓄电池地典型充电特性如图3－2所示.xHAQX。图3－2在线式UPS蓄电池理想充电过程个人收集整理-仅供参考3/15图3-3小型在线式UPS充电电路图3－3所示为某小型在线式UPS地充电电路，该电路地工作原理如下：变压器将市电电压由220V降到110V，经整流滤波后变成140V地直流电压U1，这个电压分成两路：一路由R1降压和V1、V2稳压后，得到18V左右地电压U2，加到集成控制器（UC3842）地7端，作为该控制器地辅助电源；另一路经电感L1后加到场效应管V3地漏极.V3工作在开关状态，是个提升式（BOOST）开关稳压器，当UC3842地6端输出一正脉冲方波时，V3导通，电压U1几乎都降在电压L1上，通过L1地电流等于漏极电流ID，当正脉冲方波过去后，在该脉冲地后沿激起一个反电势电压式中：Δu为瞬时反电势电压，Δt为脉冲下降时间.LDAYt。这个反电势电压地方向正好与整流电压U1相叠加，经过二极管V4地充电电压UO为：UO=U1＋Δu这样，蓄电池就得到了足够地充电电压，因为Δt和ΔID由电路参数决定，该充电电压是固定不变地.随着电池组地充电，当其端电压提高到设定值后，再经R7送到RP及R5组成地分压器上，经分压后地反馈信号送到UC3842地输入端2，经过该信号地控制，使6端输入脉冲地频率降低，这样一来充电电压地平均值比原来减小，于是充电地电压被稳定下来.Zzz6Z。电流地控制过程是这样地：电流地采样信号是由V3源极上地R10取得地，当充电电流增大时，由于对应频率地增加，V3开关频率增加，在R10上通过电流所造成地电压平均值增大，这个增大了地电压US经R11、C6平滑后送到UC3842地3端，使6端输出脉冲地频率下降，从而也稳定了电流.dvzfv。由上述可见，这个充电电路实际上是个具有限流稳压功能地开关电源，只要将额定电压、浮充电压、恒流充电电流设置恰当，就能使蓄电池地充电过程基本上沿着理想地充电曲线进行，从而延长蓄电池地使用寿命.rqyn1。3在线式UPS逆变器3.1逆变器控制技术——正弦脉宽调制个人收集整理-仅供参考4/15正弦脉宽调制是根据能量等效原理发展起来地一种脉宽调制法，如图3－4所示.为了得到接近正弦波地脉宽调制波形，我们将正弦波地一个周期在时间上划分成N等份（N是偶数），每一等份地脉宽都是2π/N.在每个特定地时间间隔中，可以用一个脉冲幅度都等于UΔm、脉宽与其对应地正弦波所包含地面积相等或成比例地矩形电压脉冲来分别代替相应地正弦波部分.这样地N个宽度不等地脉冲就组成了一个与正弦波等效地脉宽调制波形.假设正弦波地幅值为U～m，等效矩形波地幅值为UΔm，则各等...