基本概念及組成 

ups，不間斷電源設備，指不會因短暫停電中斷、可以一直供應高品質(zhì)電源、有效保護精密儀器的電源設備。全名Uninterruptible Power System。亦有穩(wěn)定電壓的作用，類似于穩(wěn)壓器。 

從基本應用原理上講，UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護設備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態(tài)開關等幾部分組成。1)整流器：整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電(DC)，經(jīng)濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用； 

2)蓄電池：蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。其主要功能是：1當市電正常時，將電能轉(zhuǎn)換成化學能儲存在電池內(nèi)部。2當市電故障時，將化學能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負載； 

3)逆變器：逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成； 

4)靜態(tài)開關：靜態(tài)開關又稱靜止開關，它是一種無觸點開關，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機型兩種。轉(zhuǎn)換型開關主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實現(xiàn)從一路到另一路的自動切換；并機型開關主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變器。 

電氣變換種類 

交流 →直流    整流變換 

直流 →交流    逆變變換 

高壓 →低壓    降壓變換 

低壓 →高壓   升壓變換   

三相IGBT全控整流橋 

 特點：PFC升壓整流，高輸入功率因數(shù) 

單相半橋逆變電路 

三相半橋逆變器 

常用器件：

無源器件： 

電阻—消耗電能，電壓電流同相位  

電感—產(chǎn)生磁場儲存磁場能量，通直流阻交流，電流滯后電壓 

電容—產(chǎn)生電場儲存電場能量，通交流阻直流，電流超前電壓 

IGBT：絕緣柵型雙極型晶體管全控型器件：開通可控，關斷可控 

器件特點：高輸入阻抗；電壓型控制器件，驅(qū)動功率��；開關速度快、工作頻率可達10-100KHz；飽和壓降低（相比MOSFET小得多）；電壓、電流容量較大，安全工作區(qū)較寬。通常反向集成體二極管  

半導體功率器件： 

UPS的分類 

按供電體系不同，UPS分為 

單進單出UPS      

三進單出UPS      

三進三出UPS 

按輸出功率不同，UPS分為 

小功率（<10kVA）  

中等功率（10至30kVA）    

大功率（>30kVA） 

按變壓器特點不同，UPS分為 

高頻UPS（高頻機）               

工頻UPS（工頻機） 

按工作原理不同，UPS分為 

后備式UPS 

在線互動式UPS 

在線式UPS 

后備式UPS工作原理 

特點：市電正常時逆變器不工作、 切換時間長 

互動式UPS工作原理 

特點：逆變器與充電器合二為一、 實現(xiàn)分段穩(wěn)壓 

在線式UPS工作原理 

特點：正常情況下逆變電路始終處于工作狀態(tài) 

在線式UPS工作模式 

電池逆變工作模式： 

當主路市電掉電或不正常時，系統(tǒng)自動無間斷地切換到電池工作模式，由電池逆變出用戶所需的三相四線交流電源向負載供電。市電恢復后系統(tǒng)自動無間斷地恢復到正常工作模式 ，如圖： 

靜態(tài)旁路工作模式： 

旁路工作方式有兩種，一種能自動恢復到正常工作模式；另一種需人工干預才能回到正常工作模式。在逆變器過載延時時間到、逆變器受大負載沖擊等情況下，系統(tǒng)自動無間斷切換到靜態(tài)旁路電源向負載供電。在UPS恢復正常后，系統(tǒng)自動恢復正常供電方式。 

當用戶關機，或主路市電掉電（或不正常）且電池儲能耗盡，或發(fā)生嚴重故障等情況下，逆變器關閉，系統(tǒng)會停留在旁路工作模式。此后若需恢復到正常工作模式，則需要用戶重新開機，如圖： 

維修工作模式： 

需要對UPS電源及電池等進行全面檢修或設備故障需維修時，可以通過閉合維護開關Q3BP，將負載轉(zhuǎn)向維修旁路直接供電，以實現(xiàn)對UPS不停電維護。維修需要斷開UPS內(nèi)部的主路、旁路輸入電源和電池輸入開關以及輸出開關，實現(xiàn)UPS內(nèi)部不帶電而對負載仍然維持供電的維修工作模式，如圖：