ups电源技术及发展

ups电源技术及发展（通用8篇）

篇1：ups电源技术及发展

【报告名称】: 2011-2015版中国不间断电源(UPS)行业投资分析及发展趋势研究报告

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【交付方式】: 报告email电子pdf版（12小时内交付）；快递打印版 【报告编号】：F-F-110322-192

2011-2015版中国不间断电源(UPS)行业投资分析及发展趋势研究报告 第一章 2009-2010年UPS电源市场基础 第一节 UPS电源产品

一 UPS电源基本构成与原理 二 UPS电源系统主要分类情况 第二节 UPS电源行业概况 一 UPS电源行业简介 二 UPS电源行业历程 第三节 UPS电源市场特征分析 一 行业的周期性分析 二 行业利润水平分析 三 上下游行业发展状况 四 行业进入壁垒分析 第四节 行业管理体制和政策 一 行业管理体系 二 产业政策扶持

第二章 2009-2010年UPS产业发展背景分析 第一节 2009-2010年经济发展环境 一 2000-2010年GDP分析 二 2009-2010年工业发展 月份

工业总产值(亿元)

三 2009-2010年固定资产投资 第二节 2009-2010年电力行业发展 一 2009-2010年电力行业运营 二 2010-2015年行业前景预测 第三节 2009-2010年通讯行业发展 一 2009-2010年电力行业运营 二 2010-2015年行业前景预测 第四节 2009-010年金融市场分析 一 2009-2010年金融行业运营 二 2010-2015年行业前景预测

第三章 2009-2010年全球及中国UPS市场 第一节 2009-2010年全球UPS市场 一 全球市场发展特征 二 全球UPS市场容量 三 全球信息设备用UPS 四 工业动力用UPS电源 第二节 2009-2010年国内UPS市场 一 国内UPS市场发展进程 二 国内UPS市场发展特点 三 2008-2010年国内市场规模 第三节 2009-2010年信息设备用UPS 一 2008年中等功率UPS市场规模 二 2008年大功率UPS市场规模

三 2009-2011年中大功率UPS市场规预测 第四节 2009-2010年工业动力用UPS 一 工业动力用UPS结构 二 2008-2010年市场容量 第五节 2009-2010年UPS市场竞争 一 市场竞争格局分析 二 市场竞争特点分析 三 细分产品企业竞争

第六节 UPS行业技术水平及发展方向 一 行业技术特点 二 行业技术发展方向

第七节 UPS行业发展影响因素分析 一 有利因素分析 二 不利因素分析

第四章UPS重点企业竞争力 第一节 APC 一 企业概况 二 中国布局 第二节 MGE 一 企业概况 二 中国布局 第三节 Emerson 一 企业概况 二 中国布局 第四节 伊顿 一 企业概况 二 中国布局 第五节 美国山特 一 企业概况 二 中国布局 第六节 深圳科士达 一 企业概况 二 产品系列 三 企业运营 第七节 广东志成冠军 一 企业概况 二 产品系列 三 企业运营 第八节 中达电通 一 企业概况 二 产品系列 三 企业运营 第九节 科华恒盛 一 企业概况 二 产品系列 三 企业运营 第十节 信瑞电子(深圳)一 企业概况 二 企业运营

第十一节 联正电子(深圳)一 企业概况 二 企业运营

第十二节 广东易事特电源股份 一 企业概况 二 企业运营

第十三节 硕达电子(深圳)一 企业概况 二 企业运营

第十四节 优比仕电子（深圳）一 企业概况 二 企业运营

第十五节 漳州科华技术 一 企业概况 二 企业运营

第十六节 易事特电力系统技术 一 企业概况 二 企业运营

第十七节 盈正豫顺电子（苏州）一 企业概况 二 企业运营

第十八节 艾佩斯（厦门）电力设施 一 企业概况 二 企业运营

第十九节 中川电气科技 一 企业概况 二 企业运营

第二十节 佛山市力迅电子 一 企业概况 二 企业运营

第五章 2011-2015年投资机会与投资风险分析 第一节 2011-2015年投资机会分析

一、行业吸引力分析

二、行业区域投资潜力分析 第二节 2011-2015年投资风险分析

一、市场竞争风险

二、技术风险

三、其它风险

第三节 2011-2015年投资策略分析 重要声明

图表 1

UPS 电源工作原理图 图表 2

UPS电源系统应用分类

图表 3

UPS电源系统分类与主要应用行业领域 图表 4

UPS 电源行业地位

图表 5 1978－2010年中国国内生产总值一览表 单位：亿元 图表 6 1978－2010年中国国内生产总值变化趋势图 单位：亿元 图表 7 2008-2010年中国GDP 季度增长情况 图表 8 2010年国内工业总产值一览表 图表 9

2009-2010年国内月度主要工业产量图 图表 10 2008-2010年国内城镇固定资产投资一览表 图表 11 2009-2010年国内城镇固定资产投资趋势图 图表 12 2010年全球UPS市场地区市场份额图 图表 13 中国UPS市场业务发展阶段示意图

图表 14

2003~2008 年中国信息设备用UPS 市场销售额及增幅（单位：亿元）图表 15

2003-2008 年中国信息设备用中等功率UPS（3KVA～10KVA）市场规模 图表 16

2003-2008 年中国信息设备用大功率UPS（大于等于10KVA）市场规模 图表 17

2009-2011 年中国信息设备用中大功率UPS 市场规模预测 图表 18

2008 年各个行业工业动力用UPS 市场需求结构图

图表 19

2007-2011年工业动力大功率UPS 电源系统设备市场总量规模与实际年销售额预测 图表 20

国内UPS企业规模结构图 图表 21

2008年各品牌市场占有率图 图表 22

2008年大于10KVA市场占有率图 图表 23

2008年小于10KVA市场占有率图

图表 24

2008年艾佩斯（厦门）电力设施有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 25

2008年艾佩斯(苏州)不间断电源公司财务运营一览表

单位：千元 图表 26

2008年梅兰日兰电子（上海）制造有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 27

2008年艾默生网络能源有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 28

伊顿中国发展史

图表 29

2008年杭州伊顿施威特克电源有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 30

2008年伊顿电气（苏州）有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 31

2008年山特电子（深圳）有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 32

深圳科士达UPS产品系列

图表 33

2008年深圳科士达科技股份有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 34

广东志成冠军发展历程

图表 35

广东志成冠军集团UPS产品系列 图表 36

广东志成冠军集团科研成果 图表 37 广东志成冠军集团有限公司财务运营一览表

单位：千元

图表 38

广东志成冠军集团有限公司江苏分公司财务运营一览表

单位：千元 图表 39

中达电通发展历程

图表 40

中达电通不间断电源产品系列

图表 41

中达电通股份有限公司财务运营一览表

单位：千元 图表 42

厦门科华恒盛股份信息设备用UPS电源产品系列 图表 43

厦门科华恒盛股份工业动力用UPS电源产品系列

图表 44

深圳市科华恒盛科技有限公司财务运营一览表

单位：千元

篇2：ups电源技术及发展

传统的UPS采用模拟电路控制，对于生产厂家和用户而言，无论是相控技术还是SPWM技术，模拟控制存在诸多局限性。随着信息技术的发展，高速数字信号处理芯片（Digital Signal Processor, DSP）的出现，使得数字化的控制在更广阔电气控制领域中应用有了可能性，也成为主要发展趋势之一。

一、数字控制UPS的应用优势

有了高速数字信号处理芯片的支持，采用数字化的控制策略不仅可以较好的解决UPS电源模拟控制里的有关问题，而且还增加了UPS电源模拟控制中很难实现的一些控制功能，其主要应用优势有：

（1）数字化控制可采用先进的控制方法和智能控制策略，使得UPS的智能化程度更高，性能更加完美。智能化控制代表了自动控制的最新发展阶段，继承了人脑的定性、变结构、自适应等思维模式，也给电力电子控制带来了新的活力。在高频开关工作状态下，逆变电源的模型更加复杂化，这是模拟控制或经典控制理论难以有良好控制效果的，而采用先进、智能化的数字控制策略，就可以从根本上提高系统的性能指标。

（2）控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必对硬件电路做改动。数字控制系统的控制方案体现在控制程序上，一旦相关硬件资源得到合理的配置，只需要通过修改控制软件，就可以提高原有系统的控制性能，或者根据不同的控制对象实时、在线更换不同控制策略的控制软件。

（3）控制系统可靠性提高，易于标准化。由于数字控制的高可靠性，必然使得整个控制系统可靠性的提高，而且可以针对不同的系统（或不同型号的产品），采用统一的控制板，而只需要对控制软件做一些修改即可，这对生产厂家而言是有着巨大的吸引力的。

（4）系统维护方便，系统一旦出现故障，可以很方便地通过RS-232或RS-485接口或USB接口进行调试，故障查询，历史记录查询，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试。这样就可以以较低的成本完成自我校正及远程服务，给厂家的售后服务带来了极大的方便。

（5）系统一致性好，成本低，生产制造方便。由于控制软件不会像模拟器件那样存在差异，所以对于同一控制程序的控制板，其一致性是很好的，也没有模拟系统中模拟器件调试带来的差异问题，那么同一控制板的一致性就会比模拟系统高很多。采用了软件控制，就实现了硬件软件化，使控制板的体积大大减小，生产成本下降。

（6）易于组成并联运行系统。由于单位UPS系统均是数字控制，有相应的控制变量代表系统中的状态量，那么就可以较方便地获得均流所需要的信息，利用相应的均流算法实现UPS的并联运行系统。

二、DSP控制的UPS工作流程

DSP控制的数字式UPS电源的工作流程是：当市电正常，输入电压、频率在允许的范围时，PFC部分对输入进行功率因数校正，使得该系统的输入功率因数为0.98左右，同时避免对电网产生污染，输入的市电经PFC环节变换得到400V直流输出电压，为后面的逆变电路提供能量。同时DC/DC部分仍然在正常工作，只是由于电池电压经过DC/DC电路变换得到360V输出电压，略小于市电经PFC变换得到的直流母线电压，这样通过二极管就将它和直流母线隔离，DC/DC部分空载运行，处于热备用状态。当市电不正常时，市电掉电或者输入电压、频率不在允许的范围时，市电经PFC得到直流母线电压迅速降低，当低于360V时，二极管导通，使得直流母线电压维持在360V,此时逆变器得到的能量是由电池电压经由DC/DC电路变化得到的直流母线电压。无论市电是否正常逆变部分均可以正常的工作。一般蓄电池可提供几分钟到几十分钟的后备供电时间，大容量的电池组的后备供电时间可以达几个到几十个小时，对于备有柴油发电机的用户，可以在市电停电5~10秒之内把柴油发电机投入到UPS电源的输入端，可以在长时间停电的情况下向用户提供高质量的正弦波电源。经处理以后的市电同时还送给市电电压/流相位测量电路，产生市电电压信号和相位信号，供微处理器电压/流测量和同步锁相之用。这样就实现了对负载的不间断供电功能。

三、DSP控制的UPS组成结构

UPS要实现数字化控制，那么用更多的模拟器件才能实现的控制功能和算法就可以通过DSP的软件的编程来实现，所以整个UPS的结构就相比较用模拟器件的实现的UPS的整体结构要简单得多。如图1所示下面就是数字化的UPS的整体框图。主要由输入功率因数校正、逆变部分、DC/DC等组成。

四、DSP控制的UPS关键电路结构

（1）UPS的功率校正电路

输入功率因数校正电路如图2所示主要由功率管T5、电感L1、二极管D1、电容C1组成。它为输入部分提供功率因数校正功能，并且提升电压至400V.（2）正弦逆变电路结构

正弦逆变电路如图3所示主要是由电容C1,功率管T1、T2、T3、T4组成的逆变桥，电感L2,电容C2等组成。PFC模块的输出经由逆变部分能够产生负载所需的纯正弦波交流电压。

数字UPS的正弦逆变器是时刻处于工作过程中，其工作原理是通过采样电路对逆变电路输出电压和电流进行采样，得到的采样信号输入到DSP中，对采样信号进行处理，依照一定的算法和程式来实现正弦逆变电路控制的功能。

（3）DC/DC电路结构

DC/DC电路的构成如图4所示，主要是由高频变压器、功率管T6、T7,整流二极管D33、D34、D35、D36,电容C31等组成。该部分采用直流电压环反馈控制，变换后的电压通过二极管D6与PFC的输出端相连。

由于电池电压比较低，逆变器对直流电压的利用率又不高，所以需要DC/DC电路来转换电池的电压。DC/DC的电路结构有很多，但是各有优缺点，最常用的就是推挽式直流变换电路这种电路的优点就是驱动电路简单，输出功率大。一般被功率要求比较高的负载选作直流变换电路。

（4）UPS其他结构功能

同时通过SCI和SPI来实现整台UPS的监控程序，通过SCI口和微机进行通信，实现远程监控是全数化UPS的重要结构功能。

一方面，在UPS运行时出现市电故障或停电时，UPS会利用上述通讯通道向由它供电的计算机网络传送因市电故障产生的报警信号。当长时间停电，而电池组的供电电压要低于临界放电电压时，计算机网络会在UPS电源发出自动关闭命令的驱动下，完成数据的保存和设备的保护。

另一方面，提供一个友好的人机界面，可实时监视UPS的运行参数，方便用户的参数修改，同时便于用户查询UPS运行的历史记录。还可在计算机网络上对UPS进行定时的开机/自动关机操作。为实现上述控制功能，还可以提供RS-232和RS-485通信接口，用户可根据实际情况任选一种。对于要求执行网络管理功能的UPS,应配置有简单的网络管理协议（SNMP）适配器或适配卡。

随着数字化技术的发展，DSP技术已经被许多UPS厂商在产品中使用。DSP技术的使用提高了UPS产品输出电压的稳定性和纯净程度，同时也提高了UPS产品自身的可靠性。而IGBT技术和高频技术的应用，大大提高了电源效率，降低了系统噪音和电源自身的电力损耗，也提高了系统的可靠性。UPS的数字化并不是简单的指在系统中应用了数字器件，如单片机及FPGA等，而是指整个系统的控制应用数字器件的计算能力和离散控制方法来完成。随着数字处理硬件技术的发展，计算速度的提高，必然促使UPS向数字化方向发展。

篇3：UPS电源技术发展趋势及应用

1 UPS电源的分类

UPS按其结构和运行原理分为以下3类:

1.1 被动后备式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电, 当市电超出其工作范围或停电时, 通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是没有稳压, 有切换时间, 且输出波形一般为方波。被动后备式UPS的工作原理示意图如图1-1 所示。

1.2 在线互动式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电, 当市电偏低或偏高时, 通过UPS内部稳压线路稳压后输出, 当市电异常或停电时, 通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是:有稳压, 但同样存在切换时间。在线互动式UPS的工作原理示意图如图1-2所示。

1.3 在线式UPS在市电正常时, 由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作, 由逆变器向负载提供交流电, 在市电异常时, 逆变器由电池提供能量, 逆变器始终处于工作状态, 保证无间断输出。其特点是, 有极宽的输入电压范围, 基本无切换时间且输出电压稳定精度高, 特别适合对电源要求较高的场合, 但是成本较高。目前, 功率大于3KVA的UPS几乎都是在线式UPS。双变换式UPS的工作原理示意图如图1-3所示。

2 UPS电源技术发展方向

UPS电源技术包括电源变换技术、电源冗余技术、蓄电池发展技术等。近几年来, 随着对UPS电源性能要求不断提高, UPS电源技术又有新的分支出现, 其中UPS电源高频化技术、网络智能化技术、全数字化技术、绿色化技术就是UPS电源新技术。

2.1 UPS高频化技术

在技术先进的UPS中采用了IGBT和VDMOSFET等性能优良、工艺成熟的器件, 工作频率提高到16k Hz, 功率变换、电路频率的提高使得用于滤波的惯性元件, 如:电感、电容大量减小, 其效率高达94.5%, 体积减小1/3至1/2, 电压偏差<0.5%, 动态响应<3%, 总谐波失真度<2% (100%非线性负载) , 可闻噪音等指标均得以大幅度提高。数字电路占80%, 可靠性大大加强。

2.2 UPS全数字化技术

UPS全数字化技术是将UPS的AC/DC变换器及DC/AC逆变器 (即输入与输出部分) 使它们组成一个非常完善的负反馈系统, 再配以专用集成电路以及直接数字控制技术, 实现UPS整机变换、控制、反馈、测量、显示、通讯全数字化、智能化。UPS全数字化技术使UPS许多特性从硬件的设计转移到灵活并可升级的软件上来, 为用户提供十分快捷的设计与制造功能;更完善更灵活的运行与控制模式;非常简单方便的使用、安装、维护操作功能。全数字化UPS是新一代UPS, 它除具有高质量、高可靠、高指标、多功能等特点外, 还符合当今节能环保的要求, 所以它是未来发展所需要的UPS。

2.3 UPS网络智能化技术

高级UPS管理员软件配合电源分配器设计使管理员不仅可以通过PC机或网上终端对UPS运行参数、状态进行监管, 还可以进行一些其他很有意义的控制。主要监控内容如下:

·UPS负荷百分比;

·充电条件下蓄电池已具有的容量;

·放电条件下蓄电池剩余的容量;

·UPS报警及主要管理参数记录;

·UPS故障诊断;

·可对功率分配器及机房配电柜开关分别遥控 (On/0ff) ;

·可设立网上负荷分四级按设定的顺序及时间间隔启动或卸载。网上设备按顺序启动可以避免因同时启动而引起的问题;

·可以设定在市电停电的情况下, 蓄电池的能量按需要分配给不同的设备, 自动按时关掉次要设备, 把有限的能量用到关键设备上去;

·如果市电停电蓄电池能量消耗到一定程度时, 自动关闭计算机系统文件, 然后停机。

高性能的UPS具有相同的通信协议, 采用独立于控制电路的另一个微处理器作为网络通信的核心。通过包含在高级UPS管理员软件中心的SNMP协议, UPS可利用任何网络管理系统通信, 如HP Open View, Sun Net Manager等等, 实现UPS与计算机系统的通信, 由一台计算机对网上多台UPS进行集中管理。同时, 也可以选用远程服务系统通过Medem与UPS服务中心联网, 实现远程异地监控管理以获得快速故障诊断及UPS运行状况报告。

2.4“绿色”无污染UPS

为适应计算机房设备的“绿色”发展趋势, 在梅兰日兰UPS中领先采用了PFC (Power Factor Correction) 新技术, 使UPS的功率因数指标高达0.98以上。

这一新技术的实质是通过电路中功率管VT7的开关作用, 使电感中电流的大小随市电电压瞬时值大小的变化而同步变化。由于VT7工作频率高达50k Hz, 故在市电输入处只需加很小的滤波器, 就得到了与市电电压基本上无相位差的、谐波量很小的电流波形。故PFC的采用十分有效地将UPS功率因数提高到了相当理想的程度, 从而显著减小了其它UPS设备普遍存在的对电网的谐波干扰和无功消耗, 有效地隔离了计算机、程控交换机等非线性负荷对电网的不利影响。同时还采用了输人输出双重滤波, 加强了抗电磁干扰的能力, 降低辐射干扰, 在UPS周围1.5m处, 测不到任何的电磁干扰, 从而引出了“无污染”, UPS的新概念。

3 结语

UPS电源随着电子器件的发展, 使UPS走向小型化、高效率、高可靠性发展, 而高频化技术﹑网络智能化技术﹑全数字化技术﹑绿色化技术的出现, 不仅提供完全可靠的网络电源管理, 也为节能、环保提供了一种最佳的解决方案, 所以随着科学的进步, UPS将朝着高频化、数字化智能化绿色化等趋势发展

参考文献

[1]林新春, 段善旭.全数字化控制系统[J].电力电子术, 2001 (2) .

[2]姚行中.智能化交流不间断UPS设计.北京:科学出版社, 1996

[3]杨碧石, UPS电源新技术及应用, 现代电子技术, 2002年第2期

[4]许传朝, 续写辉煌-UPS电源产品新发展, 微电脑世界, 2001年第52期

篇4：UPS电源技术的发展现状研究

关键词：UPS电源 配置 研究

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0037-01

虽然我国的UPS行业还无法与国外的知名品牌争夺国内的大部分市场，但是在经过20多年的发展努力下，少数的UPS企业和厂家生产出来的产品已经能够与国外的高端UPS产品相比肩，并且还有不断发展前进的趋势，不难看出，我国的UPS行业的发展前景十分良好。因此，该文主要介绍了我国的UPS电源技术的发展现状，探究其未来发展的状况如何？

1 UPS电源的分类

在现阶段，UPS电源的分类可以分为以下几种。

（1）按照工作的方式可以划分为：后备式UPS、在线互动式UPS、在线式UPS、串并联式UPS。

（2）按照后备时间可以划分为：标准机、长效机。

（3）按照输入或输出方式可以划分为：单相输入/输出UPS、三相输入/输出UPS。

（4）按照输出波形划分为：正弦波、方波、阶梯波。

（5）按照输出容量划分为：微型、小型、中型、大型。

（6）按照安装方式划分为：立式、机架式。

（7）按照电池接线方式划分为：蓄电池浮充式和开关切换式。

但是其中用的最为普遍的就是按照工作方式进行分类。

2 UPS电源的配置类型

（1）单台UPS是最为简单常用的配置方式。

（2）串联备用冗余UPS。对于这种方式，不需要再装设额外的切换装置，就可以使主机能够100%的负载电流，在发生故障时，就可以由从机提供后备的电源。但是它也存在缺陷，在主机静态的切换开关时若是发生了故障，就会导致整个系统出现供电方面的问题，并且，在市电故障或者超限的时候，由于UPS有功能能够封锁旁路，所以主机和从机都没有办法按照原先预设的方式进行切换，使得热备份失效。此外，备机长期处于备用状态的话，就会导致电池寿命缩短。

（3）并联备用冗余UPS。此方式需要配备切换装置，并且是两台，在两台UPS的旁路中必须使用同一种AC电源。

（4）多机并联备用冗余UPS。这种方式只使用与拥有多台型号、功率等参数都相同的UPS电源模块。多台均有各自的逆变器输出，然后平均其中的总负载和电流，在其中一个模块出现故障时，其他模块可以接收承担。例如在进行80 kVA负载时，若是使用三台40 kVA进行并联，就可以在一台UPS出现故障的情况下，另外两台可以接收它的负载全部承担，不影响使用。

3 选配UPS电源的原则

（1）要确定所需UPS的容量。计算所有的负载总和，使UPS的容量不能小于0.8。

（2）要确定所需的UPS的类型。确定类型需要根据输出的稳定度和输出的形状波动，才能确定。

（3）要确定所需电池的后备时间。若是在市电出现中断的情况下，UPS电源的蓄电池就要及时的在预定的时间内向逆变器提交电能，使之能在额定的输出负载范围内不至于将电池的电压降到最低临界点放电电压下。

（4）附加的功能。选择使用远程的监控面板，实现远距离的监视控制UPS；选择使用网络适配器，帮助UPS实现网络化管理；甚至在多雷雨的地区配备防雷器。

（5）售后服务。UPS由于先天性重量较重，机型较大，所以一般都是组屏生产，内部的接线十分的复杂，在安装和调试时需要有专业的人员上门指导。还要有必要的维护，对最终的送电运行也要有足够的售后保障，因此，要选择优质的供应商为售后提供保障。

4 UPS电源使用时应该注意的事项

（1）使用UPS电源时，切忌不可自己摸索，在运行时要谨遵厂家的产品说明书中的规定来运行，保证UPS接上的市电的火线、零线符合顺序要求，确保电池的正负极正确。

（2）使用UPS电源，在配备时它的主要目的就是保证不受干扰及正常工作，在计算机和网络系统中和数据接收和传输中尤为如此。对于那些打印机或者一般的用户终端，是不需要UPS设备的，可以直接省略这个步骤接入市电；在网络系统中，UPS可以只供电给服务器或者主机相关部分，不需要全部供电。

（3）切忌不可超负载使用UPS。一般的UPS电源的最大负载量都是其标称负载量的80%，后备式UPS的额定功率小一些，若是超载使用，处于逆变状态时会导致三极管被击穿。并且，也严禁在使用UPS电源时接日光灯这样的感性负载，只能接那些纯电阻和负载量小的电容性负载；此外，UPS电源不可超载，但也不可长期过度轻载。

（4）要使UPS进入工作状态，就要在UPS开启一分钟之后再接通负载电源开关，并且是逐个接通，关机时顺序与开机相反，先逐个关闭负载电源开关再关闭UPS电源。

（5）切忌频繁的开关UPS电源。在关闭UPS电源后，要等6 s以上后才能够再次开启。否则会出现无法启动或者启动失败的情况，既没有电输出又没有逆变器输出。

（6）为了提高电池的能力和电池的寿命，UPS电源要及时的补充电源，也要较长时间的连续充电，一般不少于48 h，来确保电池不会较快的衰竭。新购置的或是存放较久的，就要在用前先充电12 h。若是长期没有使用的，三个月就要充电一次，每次也充12 h。在高温地区时间短一些，2个月就要充一次。

5 结论

UPS电源从开始发展至今，一直处于不断创新发展中，不断的完善自身，增添功能，随着科技的发展，UPS电源只会发展的愈来愈好。

参考文献

[1]张伟，翟立辉，罗勇.UPS的发展动态[J].通信世界，2004（43）：39.

[2]孙健刚.上海本地电源发展的分析与思考[J].上海电力.2003（3）：198-200.

篇5：UPS不间断电源工作原理及应用

国电新疆艾比湖流域开发有限公司—刘晓伟

摘要：本文介绍了UPS电源系统的基本组成，原理及特点，并对如何对其全面、完善维护做了详细的阐述。

关键字：UPS 储能电池、工作原理、维护

一、引言

保证任何情况下的正常供电，是水电行业的重要基础。为此,除工业电网正常供电外，还需配备UPS供电系统。UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备，因其主要机智能化程度高，储能器材采用免维护蓄电池，使得在运行中往往忽略了对该系统的维护与检修。其实维护的好坏，对电源的寿命和故障率有很大影响，虽说各企业配臵的UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS电源类型选择上各站都选择了在线式，这时因为在线式UPS电源系统具有对各类供电的零时间切换，自身供电时间的长短可选，并具有稳压、稳频、净化的特点。当UPS电源系统本身出现故障时有自动旁路功能，当需要检修时可采用手动旁路，使检修、供电互不影响。

二、UPS电源系统

UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，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。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，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70％的额定功率。储能电池容量的选取当负载功率确定后主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。UPS电源系统在检测到电网电压中断后，可自行启动供电，且随着储能电池慢慢放电，储能电池的容量随着时间会逐渐降低，考虑到寿命终止时储能电池容量下降到50％并留有一定的余量。

2.1电源工作原理

2.1.1 AC-DC变换：将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压，供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击。

2.1.2 DC-AC逆变电路：采用大功率IGBT模块全桥逆变电路，具有很大的功率富余量，在输出动态范围内输出阻抗特别小，具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术，及快速短路保护技术，使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路，均可安全可靠地工作。

2.1.3 控制驱动：控制驱动是完成整机功能控制的核心，它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外，还完成SPWM正弦脉宽调制的控制，由于采用静态和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。

2.3电源工作过程

当市电正常380V时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220V交流电压，同时市电对电流充电。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。

三、UPS电源系统的维护

(1)UPS电源在正常使用情况下，主机的维护工作很少，主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区，空气中的灰粒较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常，并发生不准确告警，大量灰尘也会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时，检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

(2)虽说储能电池组目前都采用了免维护电池，但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但外因工作状态对电池的影响并没有改变，不正常工作状态对电池造成的影响没有变，这部分的维护检修工作仍是非常重要的，UPS电源系统的大量维修检修工作主要在电池部分。

a.储能电池的工作全部是在浮充状态，在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电前应先对电池组进行均衡充电，以达全组电池的均衡。要清楚放电前电池组已存在的落后电池。放电过程中如有一只达到放电终止电压时，应停止放电，继续放电先消除落后电池后再放。

b.核对性放电，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要关注发现和处理落后电池，经对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故，以免放电中落后电池恶化为反极电池。

c.日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两端电压、温度；连接处有无松动，腐蚀现象、检测连接条压降；电池外观是否完好，有无壳变形和渗漏；极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出；主机设备是否正常。

d.免维护电池要维护，不是什么无稽之谈，应从广义的维护立场出发，做到运行、日常管理的周到、细致和规范性，保证设备（包括主机设备）保持良好的运行状况，从而延长使用年限；保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量；保证电池运行和人员的安全可靠。这就是电池维护的目的，也是电池运行规程中包括的内容和进行规则。

(3)当UPS电池系统出现故障时，应先查明原因，分清是负载还是UPS电源系统；是主机还是电池组。虽说UPS主机有故障自检功能，但它对面而不对点，对更换配件很方便，但要维修故障点，仍需做大量的分析、检测工作。另外如自检部分发生故障，显示的故障内容则可能有误。

(4)对主机出现击穿，断保险或烧毁器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新启动，否则会接连发生相同的故障。

(5)当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏现象的电池时，应及时采用相应的方法恢复和修复，对不能恢复和修复的要更换，但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响到主机。

四、结束语

篇6：ups电源技术及发展

陈权胜（民航中南空中交通管理局技术保障中心 510000）

摘要：众所周知，民航系统对于供电的要求极高，特别是在机场管理、空中管制这两大重点IT系统。要确保这两大系统全天候、不间断、无差错地实现空中交通、通信、导航、雷达监测等管理服务，需要应用UPS提供365天×24小时“全天候”无中断供电。本文就UPS直流电源故障应急措施进行分析及改进，提出了自己的建议和看法。具有一定的参考价值。关键词：UPS不间断电源；故障；应急；措施

1．前言

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在UPS电源整体解决方案停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。众所周知，民航系统对于供电的要求极高，特别是在机场管理、空中管制这两大重点IT系统。要确保这两大系统全天候、不间断、无差错地实现空中交通、通信、导航、雷达监测等管理服务，需要应用UPS提供365天×24小时“全天候”无中断供电。为确保空管供电系统的绝对安全，配置了4台PW9315 625KVA UPS电源。4台UPS每2台构成1套“1+1”并机系统，然后2套并机系统输出并联后由STS系统分配给负载供电，其原理如图1，具体由每2套UPS(1+1)以双母线方式组成并机向一台负载供电，由STS在两路交流电源构成的双总线供电系统中承担着检测、切换的核心任务。系统运行时，备用机跟踪主设备输出，当主设备发生供电中断时，可以实现电流和电压的同步切换。这样就避免了由于断电、电压不稳等造成的系统单点故障，提高了方案的可靠性和可用性，并且这种设计实现了负载的同步转换，可以对系统进行在线维护和在线升级，保证系统稳定持久运行。

UPM1 主输入 静态旁路输入维修旁路输入 整流器 逆变器 FBP CBP 电池组 MBP主输入 整流器 逆变器 MIS CBS 输出 MBC柜 电池组 SBM柜 UPM2

图1：UPSA系统组成

2．UPS不间断电源故障和应急

在对UPM1做正常关机的操作时，UPM1的输出开关不能正常分闸，在合分闸处来回跳动。UPM2输出开关断开，UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。

（1）故障前运行方式

机组正常带负荷运行，UPS工作方式正常（两组UPS各自带不同的负荷，直流和旁路电源均是正常备用状态），STS状态正常。（2）UPS故障现象： UPM1输出开关来回跳动，UPM2输出开关断开，UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。（3）UPS故障处理： ① UPM1输出开关来回跳动，按UPS紧急停机键停机，检查到UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。UPM1的输入开关和电池输入开关处于分闸状态，UPM1输出开关处于脱扣位。

② 检查负荷供电正常，先处理故障的STS，对它进行转B路的旁路操作，然后重起，故障消除，STS恢复正常工作。

③ 确认UPSA转旁路工作，手动储能使UPM1的输出开关转到分闸位，重新开机，UPM1恢复正常，确认了是UPM1输出开关的马达驱动机构有故障，用备件更换后，按正常开机程序，开机正常，UPM1恢复正常。

④ 确认UPM1、UPM2输出正常后，UPSA转回逆变器工作。⑤ 检查UPSA输出电压和电流正常，两套UPS、STS工作正常，负荷供电正常。

（4）STS转电源B路的分析

UPSA的交流旁路电源电压与逆变器输出电压之间的相位差超差(一般UPS允许的最大相位差在3.6°～15°之间）或上述两种电压间的瞬态电压差过大（如超过25V以上）时，静态开关逻辑控制电路会发出禁止切换命令。在这种情况下，由市电交流旁路供电至逆变器供电的切换操作只能采取不同步切换方式，以免在执行切换操作的瞬间因环流过大而引发事故。当UPSA需从逆变器供电向市电交流旁路供电切换时，是采用“先断开后接通”的控制方式来执行切换操作的。即先让位于逆变器供电通道上的接触器断开，然后在经过0.2s～0.8s的时间延迟后,才让处于市电交流旁路通道上的静态开关中的晶闸管导通。因此，当UPSA在执行不同步切换操作时，对用户的供电而言，它有可能会出现0.2s～0.8s的供电中断，所以STS才会转到电源B路。3．总结经验

（1）做UPS正常开关机操作，有异常情况发生时，需及时按下紧急停机按键，处理UPS的故障情况可优先按紧急停机按键，在维护时可以按正常开关机操作。

（2）UPS1的输出开关来回跳动会影响到与它并机的UPM2的输出，使得UPSA输出异常。在做UPM的维护时，可以选择转到旁路，或者把UPSA所带的负荷转到UPSB。保证系统的安全性。

（3）UPS的开关驱动机构有一定的寿命，不能够频繁的操作，在发现有异常后需要及时更换。

4．改进措施

篇7：ups电源技术及发展

中航太克（厦门）电力技术股份有限公司 总工程师

何春

摘要: 目前轨道交通通信信号电源系统中UPS的故障率高居不下，尤其20KVA以下的小容量段。究其原因是：在UPS的选型及系统方案上存在严重缺陷，不仅没有为用户节省成本，反而在运营中埋下了安全隐患。由于1KVA-20KVA采用了商业型UPS单机系统，这类UPS的静态旁路和整流器的输入没有分开，在实际运行中，常因为UPS自身输入开关KI的跳闸，造成UPS电池放电完成后，没有旁路电源，致使系统负载掉电，严重影响轨道交通运行的安全性和可靠性。另外，还会因为逆变器过载跳旁路后，过载解除也不能自动恢复为逆变器供电，需要人为再次启动逆变器等。本文针对这些实际问题，提出了选型和改进方案。

关键词: 轨道交通工业型UPS电源，它只少应具有：Ⅰ、高等级的抗扰度，应用于严苛的电气环境。Ⅱ、整流器与静态旁路两路市电输入KI和KP，Ⅲ、逆变器因过载跳旁路后，过载解出能自动恢复为逆变器供电。

轨道交通行业UPS用电环境概述

当前轨道交通行业里，UPS电源系统承担了全线范围内控制中心、车站、车辆段等的通信系统与监控系统的供电，以及信息管理系统在控制中心和车辆段的数据机房的供电。也正因为UPS电源主要是给通信系统、综合监控系统、信息管理系统供电，人们大量采用商业型UPS,造成UPS的故障率居高不下，为轨道交通行业安全可靠地运行，带来了极大的安全隐患。就其原因是：对轨道交通行业的电气环境认识不足，只考虑了UPS的输入绿色要求，输出的过载能力。即输入功率因数≥ 0.95，输入电流谐波＜5%，对电网没有污染。过载能力125% 10分钟，150% 1分钟。看似对电网及负载两端都有了要求。而唯独没有考虑到轨道交通行业里工业性的特征，即在轨道交通行业的电气环境中，UPS本身的适应性、可靠性。也可以说是UPS系统鲁棒性不足（鲁棒性就是系统的健壮性）。

如下图在机车进出站时，UPS输入端的电压波形实测图

从波形实测图可看出：在机车进出站时，由于大功率非线性用电设备的运行，向电网注入大量的谐波电流，导致电网电压波形畸变。根据我们的实测观察，在发生严重畸变时，电 压会出现正负半波不对称，三相电压不对称，频率也会发生变化等。

我们知道，商业型UPS的三相PWM整流器控制策略中，一般均假设三相电网电压不平衡度不超过2%，短时不超过4%，即电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值。这样一旦实际电网电压不平衡度太大时，将使三相PWM整流器直流侧电流产生6、12、18等6的整数倍的特征谐波和2、4、8、10等次数的非特征谐波，而直流电流谐波又导致产生三相PWM整流器直流电压谐波，直流电压谐波通过PWM作用反过来又会影响三相PWM整流器交流电流波形，使交流电流波形中含有奇次谐波。其中直流电压2次谐波和由其产生的交流电流3次谐波，因频率低、幅值高严重影响了三相PWM整流器的运行性能，严重时会烧坏整流器。

而工业型UPS为了在严苛的工作电气环境中的可靠性，一般三相PWM整流器控制策略，均假设三相电网电压不平衡度达40%，如电压空间矢量脉宽调制SVPWM的网侧瞬时功率控制策略，和工频三相IGBT整流技术，即全桥整流加有源滤波器，所以又叫混合式整流技术。混合式整流技术，可以在带载小于70%时，缺相工作运行。

在实测图中还可以看出电网电压波形严重畸变，这是轨道交通行业里最严重的问题。我们知道三相PWM整流器的硬件电路主要包括检测电路、锁相环电路、过流保护电路、光耦隔离电路和驱动电路。其中驱动电路，工作时是以输入电网电压正弦波形为调制波的。检测电路、锁相环电路都与电网电压正弦波形有关。检测电路要检测电网电压过零上升，锁相环电路为了实现三相的单位功率因数控制，需要找到和输入电网电压波形同步的基准量，从而获得电网电压的频率和相位。

在这里我们有必要谈谈UPS的输入特性，通常有：输入电压范围: ±20%，输入频率范围: 50Hz±10%的表述。所以，我们大都认为超出输入电压、频率范围时，UPS自身会判定为掉电，而转有电池逆变工作。这在常态的时候是对的，但在一些异常的瞬态畸变却未必，那怕你再调宽输入电压、频率范围，也不能解决问题。因为，我们在判定输入电压、频率超出范围时，通常是采用平均值法，就是说它在一个单位时间里有几个参考点要采集后才判定。举例说：我们不会把50HZ的正弦波形里的过零点，判定为掉电。这样就有个瞬态时间的问题。如果由于UPS的输入电压波形严重畸变，这时UPS的整流器会因为跟踪的正弦波形畸变率较高，IGBT驱动脉冲紊乱，驱动器功率不足或选择错误而导致故障，使整流IGBT元件烧毁。而这些问题，正是工业型UPS的抗扰性要求，已经得到很好的解决，已大量应用于电厂、电站、冶金、钢铁等电网电压波形严重畸变的行业。

一、目前轨道交通通信信号系统介绍及通信信号电源系统构成 A、轨道交通通信系统介绍

轨道交通通信系统的任务是建立一个视听链路网，提高现代化管理水平和传递语音、数据、图像及文字等各种信息。系统主要由传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、广播系统、时钟系统、视频监控系统、乘客信息系统、电源及接地系统、通信综合网络管理系统等子系统组成。B、轨道交通信号系统介绍

城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。

城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统，简称ATC。ATC系统包括三个子系统：

1、列车自动监控系统，简称ATS，2、列车自动防护子系统，简称ATP，3、列车自动运行系统，简称ATO。

三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。C、目前轨道交通通信信号电源系统，由于成本的原因，大都采用商业型UPS单机，构成图如下：

图1

目前轨道交通通信电源系统

图2 目前轨道交通信号电源系统

从图1和图2中可以分析出，轨道交通通信信号电源系统中，UPS现实影响轨道交通安全运行，使运营方、厂家常感头疼的故障原因：

1、在系统构成方面，两路市电经过ATS互投给稳压器（稳压器本身有旁路）输入，稳压器输出给UPS电源，UPS再输出给交流配电柜,也就是说，轨道交通通信电源系统的不间断是由UPS来完成的，可见UPS的重要性。不幸的是由于1KVA-20KVA采用了商业型UPS单机系统，这类UPS的静态旁路和整流器的输入没有分开，在实际运行中，常因为UPS自身输入开关KI的跳闸，造成UPS电池放电完成后，没有旁路电源，致使系统负载掉电，严重影响轨道交通运行的安全性和可靠性。

UPS输入开关KI的跳闸，有多方面的原因，大致分为：

1、开关本身存在质量问题。一些质量较差的开关，一旦使用时间长了，其脱口机构就会疲乏，时不时的会跳闸。

2、开关二次侧有短路现象。如：UPS整流器故障，UPS输入端子有短路现象，这种跳闸在实际运行中常出现。

3、过载原因的跳闸。即一切可能引起过流的原因。如谐波、浪涌、电压骤降、启动电流、虚接等等。

2、在系统的UPS选型方面，因为采用了商业型UPS，在实际运行中，不仅会由于UPS本身 设计的抗扰度不高而造成整流器故障频发，还会因为逆变器过载跳旁路后，过载解除也不能自动恢复为逆变器供电，需要人为再次启动逆变器，为轨道交通运行的安全带来了严重缺陷。从图

1、图2中，可以看到： UPS因过载（如通信信号电源，在输出到负载时，常用隔离变压器隔离输出，变压器有启动励磁电流，会造成逆变器过载），在转换到旁路运行时，如果过载解除也不能自动恢复为逆变器供电，那么此时任何一路市电掉电，都会造成负载的掉电。因为ATS的切换时间至少大于50ms。

所以，UPS主机应选用轨道交通专有的工业型UPS,它应具有：Ⅰ、高等级的抗扰度，应用于严苛的电气环境（抗扰度包括：1.辐射敏感度试验、2.工频磁场辐射敏感度试验、3.射频场感应的传导敏感度、4.电快速瞬态脉冲群抗扰度、5.浪涌抗扰度、6.电压跌落与中断抗扰度、7.电力线感应/接触、8.静电放电抗扰度）。Ⅱ、整流器与静态旁路两路市电输入KI和KP，Ⅲ、逆变器因过载跳旁路后，过载解除能自动恢复为逆变器供电。

二、轨道交通通信信号电源系统的工业型UPS选型和改进方案。

图3 改进后轨道交通通信电源系统

图4 改进后轨道交通信号电源系统

从图3和图4中可以看出，在轨道交通通信信号电源工业型UPS系统中，UPS的整流器与静态旁路，有两路市电输入KI和KP，杜绝了只有输入开关KI的风险。稳压器电源只给旁路供电，因为，工业型UPS的主输入，即整流器输入不需要稳压器来保护，且稳压器的响应时间通常在1秒左右，适合长时间的高电压或低电压调整，如果旁路备用电源电压时常不稳时，可用稳压器来调整，毕竟UPS跳旁路时，旁路备用电源是直接供给负载的。

另外，在这里要强调一下工业型UPS的问题，工业型UPS用一句话来总结，其实就是可 靠性比商业型UPS高。

UPS系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力称为可靠性,。长期以来，人们只用产品的技术性能指标作为衡量UPS质量好坏的标志，这只反映了UPS产品质量好坏的一个次要方面，还不能反映UPS产品质量的主要方面。因为，如果UPS产品不可靠，即使其技术性能再卓越也得不到发挥。从某种意义上说，可靠性可以综合反映UPS产品的质量。

首先，产品依照标准的原则，顺序为：专用产品类标准→产品类标准→通用标准。也就是说：专用产品类标准为高等级，它的适应性和可靠性最高。就UPS这类电力电子产品而言，我们通常以应用领域来分类。如下图：

工业型UPS就显性而言有三要素即：Ⅰ、高等级的抗扰度，应用于严苛的电气环境（抗扰度包括：1.辐射敏感度试验、2.工频磁场辐射敏感度试验、3.射频场感应的传导敏感度、4.电快速瞬态脉冲群抗扰度、5.浪涌抗扰度、6.电压跌落与中断抗扰度、7.电力线感应/接触、8.静电放电抗扰度）。Ⅱ、可选配的高等级IP防护等级，应用于恶劣的空间环境。Ⅲ、工频变压器的电气隔离，可再生一个TN-S系统或IT系统，即零线灵活更好的服务于用户，也可减少系统风险。在这三要素中，唯有第一条是有标准可寻的。在IEC62040-2-2005，EMC电磁兼容标准中，把UPS分为C1、C2、C3、C4类，即居民区、商业区和轻工业区、工业区、特殊定制区。

在环境方面，商业级UPS通常应用于IDC机房内，对温度、湿度、粉尘、腐蚀性气体有严格的要求，不能用于严酷场合，而工业级UPS则通常应用于高温高湿多粉尘或盐雾的场合；在可靠性方面，商业级UPS设计寿命通常在5年左右，而工业级UPS则通过选用工业级甚至军用级器件、增大冗余度、强化工艺设计和提高安全性配置等技术使产品寿命达到甚至超过20年。另外，在电气环境、负载特性、机械强度、电气隔离、输入输出保护、通讯接口、旁路要求、附件选择、IP防护等级和钣金要求等方面，市场对工业级UPS的要求均远高于商业级UPS。以上所述，工业型UPS最大的特点就是安全可靠，安全可靠是工业型UPS压到一切的前提。

要铸就高可靠性的UPS，以下两点尤为重要：

1、成熟的产品设计开发。可靠性的精髓在于可靠性设计，只有做好可靠性设计才能提升产品质量。可靠性的提升主要集中在研发阶段、定型之前。就工业级UPS而言，要大量的工业电气环境资料及负载情况，来验证各种主电路的适应性、PCB板的布局合理性及样品、成品的EMC电磁兼容性。任何电磁兼容性问题都包含三个要素，即干扰源、敏感源和耦合路径，这三个要素中缺少一个，电磁兼容问题就不会存在。因此，在解决电磁兼容问题时，也要从这三个要素入手进行分析，查清这三个要素是什么，然后根据具体情况，采取适当的 措施消除其中的一个。这样产品的电磁干扰 EMI、电磁抗扰性EMS才能符合标准要求，在相应的电气环境中运行可靠。其次，UPS产品的使用环境日益严酷。从热带到寒带，从陆地到蓝海，从高空到宇宙空间，经受着不同的环境条件，除温度、湿度影响外，盐雾、冲击、振动等对UPS的影响，导致产品失效的可能性也会增大。因此，不仅是EMC抗扰度，单就外观上就可以看出工业型UPS的结构坚固性，从这个层面来说每一个行业都应该有相应行业的专用UPS。

2、成熟的产品制作工艺。我们知道同样的产品图纸，不同的生产厂出来的产品质量，即便是高度标准化生产的今天也显然会参差不齐。这就是成熟的制作工艺基础的问题，它需要长期经验的积累，就是说要有时间长度的工厂才具有此类特质。

任何一个元器件、任何一个焊点发生故障都将导致UPS系统发生故障。UPS系统属于典型的电力电子产品，一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。70年代后期以门极可关断晶闸管(GTO)，电力双极型晶体管(BJT)，电力场效应管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件全速发展(全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断)。使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合)为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，载流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。

篇8：UPS电源的现状、发展及选配

1为了减小开关损耗, 提高频率, 与传统的谐振式ZUS、ZCS软件开关不同的广义软件开关技术已得到广泛采用。这种无损缓冲电路的软开关不仅能把开关过程软化, 而且电路简单, 无需谐振网络, 成本低。为了降低输入电流失真度和降低电源对市电电源的污染, 采用了串并联补偿技术, 在输入端加装了高效输入的滤波器、有源功率因素矫正器。

2输出变压器的尺寸减小, 实现了UPS电源小型化, 电磁干扰相对减小。与此同时还可以防止高频变压器饱和。

3 UPS电源还采用了冗余技术和热插拨技术。

4 UPS控制技术广泛采用了数字处理器DSP, 使控制电路实现全微处理器化。数字控制器的特点主要有精度高、抗干扰能力强的特点。所以更容易实现遥控遥测, 对UPS的检测、故障诊断更容易完成。数字控制技术实现了多台UPS的并联和热插拨和蓄电池的监控和管理的智能化。

二、UPS电源的发展

1 UPS控制技术已实现了数字化, 数字化控制精度高、抗干扰能力强、故障易于检测、易于实现遥控遥测, 易于实现多台UPS的并联和热插拔以及对蓄电池的监控和管理。

2 UPS电源越来越可靠化, 具有足够的输出能力和可靠性是使用者对UPS电源的基本要求。如果不能满足这一要求就会影响到负载的运行, 造成故障。所以目前UPS电源的可靠性不断提高, 努力实现可用性A为0.9999999。

3 UPS向着智能化的方向发展, 主要表现在微处理器上。在过去只有大中型UPS上采用微处理器, 目前微处理器的应用范围向小型和微型的UPS方面发展。在控制、检测、通信方面实现智能化。计算机管理的形式越来越普遍, 目前计算机对一些预测到的问题, 可以通过自动关闭宿主计算机操作系统或关闭电源的方式进行自动调整和解决。可以将相关信号通过网络传送给操作员。

4 UPS电源的高频化, 至今UPS功率开关的级别由低到高, 经历了可控硅、大功率晶体管、场效应管、绝缘栅双极晶体管几个阶段。大功率晶体管或场效应管比可控硅的管大得多和快的多, 所以功率变换电路的工作频率达到50k Hz。新工艺器件的应用以及柔性切换技术的采用, 也是为了解决切换损耗带来的高频限制的问题。大容量UPS的推出满足了现有客户需求, 使变换电路频率提高、滤波的电感减少、电容和噪音减少。

5 UPS电源绿色化, 由于用电设备或者电源装置产生的谐波电流对电网的污染严重, 人们对绿色无污染的电源装置的呼声越来越高。为了消除本身产生的谐波电流补偿输出功率, UPS不仅加入了高效输入滤波器, 在电网输入端采用了功率因数校正技术, 大大降低了对电网的污染。

6 UPS电源的国际化, UPS企业不断创出国际品牌, 实现跨国经营, 在跨国经营中实现本土化, 提高性价比, 保证服务质量, 适应市场需求。把产品性能作为赢得市场占有率的关键。

三、UPS电源的选配

在UPS电源选配中, 使用者要全面了解UPS的各项指标。UPS作为一种恒压装置, 含有蓄能装置和控制电路, 逆变器是其主要组成部分。可以为用电设备提供不间断的电源环境, 在选配时, 用户要充分了解UPS的技术参数、电气性能、适用范围、负载功率小、转换效率高、易于维护、价格低廉是离线式UPS的主要特征, 其功率为 (5k VA) , 是大多数中小功率用户的首选。在线式UPS以大功率为主, 虽然价格昂贵但是有着较高的供电质量, 可提供纯净、稳频、稳压、抗干扰、波形失真极小的正弦波。互动式UPS主要为网络使用, 具有离线式转换效率高和在线式供电质量高的双重特点, 具有较短的切换时间, 具有稳压、稳频、不问断供电基本功能。UPS电源经济化, 为了适应市场需求和市场竞争, 低成本高性能的高频机出现了。这种机型大大节省了成本, 市场竞争力比较强。但是这种新型主流机型也具有一定的局限性, 比如技术尚未成熟, 可靠性比较低, 所以在选定时, 不是最便宜也不是最高端, 要根据需求来确定挑选标准。

结语

目前现代工业最重要的能源基础之一就是电力。工业文明不断发展, 现代工业对对电力能源质量也是越来越高。高精度、抗干扰强的UPS的产生也是为了保障工业工程中能够连续性的工作, 电力中断和电力质量差的问题也就此解决。UPS在经过几十年的发展以后, 其技术和管理体系均得到完善, 应用范围不断扩大。UPS为了减小开关损耗, 提高频率, 与传统的谐振式ZUS、ZCS软件开关不同的广义软件开关技术已得到广泛采用。输出变压器的尺寸减小, 实现了UPS电源小型化, 电磁干扰相对减小。采用数字处理器DSP、冗余技术、热插拨技术, 使控制电路实现全微处理器化。实现了数字化、可靠化、智能化、高频化、冗余并联化、绿色化、国际化。在UPS电源选配中, 使用者要全面了解UPS的各项指标。在选定时, 不是最便宜也不是最高端, 要根据需求来确定挑选标准。

摘要：本文主要对UPS电源的技术、管理体系、以及功能等方面进行了介绍。分析了UPS应用的现状以及发展趋势, 在用户选配方面进行了论述。目的是在帮助广大用户认识和使用UPS电源。电力工业已有一个多世纪的发展历史, 目前现代工业最重要的能源基础之一就是电力。工业文明不断发展, 现代工业对电力能源质量也是越来越高。UPS的产生也是为了保障工业工程中能够连续性的工作, 电力中断和电力质量差的问题也就此解决。UPS在经过几十年的发展以后, 其技术和管理体系均得到完善, 应用范围不断扩大。

关键词：微处理器,高频变压,智能化

参考文献

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[2]王力坚.UPS蓄电池实时在线监测若干问题研究[J].电气应用, 2010 (14) .