UPS基本架构介绍

UPS的电路结构分类及性能特点（一） UPS电路结构种类当前技术成熟并已形成产品的各种UPS，就其主电路结构和不停电供电运行机制来看，主要有四大类：·后备式·在线互动式·双逆变在线式·双逆变电压补偿在线式（Delta逆变器）1、后备式是静止式UPS的最初形式，因为应用得早，用得广泛，因而技术和产品都是很成熟的，图（一）中电路各环节的功能为：·充电器：市电存在时，对蓄电池充电并浮充，如果是长延时UPS，就要求它有较强的充电能力，或者外加相应容量的附加充电器。

·DC-AC逆变器：市电存在时，逆变器不工作；市电掉电时，由它将直流电（电池供给）变成符合负载要求的交流电压，电压波形有方波、准方波、正弦波三种形式。

·输出转换开关：市电存在时，接通输入电源向负载供电；市电掉电时，断网，接通逆变器，继续向负载供电。

·智能调压：市电存在时，可调节稳定输出电压。

后备式UPS的性能特点是：·当市电存在时，效率高，可达98%以上；·当市电存在时，输入功率因数和输入电流谐波取决于负载电流，UPS本身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真；·当市电存在时，输出能力强，对负载电流波峰系数、浪涌电流系数、输出功率因数、过载等没有严格地限制；·市电掉电时，输出有转换时间,一般可做到10ms以内,足以满足负载要求；·当市电存在时，输出电压稳定精度差，但能满足负载要求；·当市电存在时，整机要靠附加滤波电路提高UPS双向抗干扰功能；·电路简单，成本低，可靠性高；·由于输出有转换开关，受切换电流能力和动作时间的限制，UPS输出功率做大有一定困难，当前面市的后备式UPS多在2KVA以下。

2 、在线互动式的在线含意是逆变器处于热备份状态，同时兼顾了对电池充电的功能，提高了后备式UPS的功率容量，减小了市电掉电时的转换时间，提高了对输出电压的滤波作用。

3C3 UPS架构以及工作原理介绍张椿涛一>整体介绍产品介绍：3C3系列产品是具有高效率、高性能的双转换存在线，三相输入，三相输出的UPS.3C3系列产品几乎可以完全解决所有电源问题，如断电、市电高低压、电压波动、谐波失真等电源问题.注：以下均以3C3-30KS-ISO为例:面板1.负责显示LCD发出的关于UPS各部分参数.2. ENTER确认键功能通讯板提供多种通讯断口RS232、RS485、PPVIS、AS400滤波板滤除输入输出电压中的差模、共模干扰MOV板滤除输入市电中的尖峰高压隔离变压器输入市电与UPS电气隔离输入电感防止输入电流突变UPS整体架构介绍：3C3 UPS架构示意图功率板PSDR=整流器+升压电路+逆变器UPS主要功能是提供稳定的电源，所以按照供电渠道来划分UPS为维护模式、旁路模式、市电模式、电池模式四个部分，分别对应四种工作模式：A.市电模式:市电模式是UPS正常工作的状态,UPS将输入的市电经过整流(AC->DC),升压(DC->DC),逆变(DC->AC) 后转变成稳定可靠的电源输出,工作示意流程图如下:说明：供电回路充电回路UPS市电模式工作示意图市电→隔离变压器→输入EMI →整流电路(AC->DC)→升压电路(DC->DC) →逆变电路(DC->AC)→输出继电器→输出EMI→输出端子→负载市电向负载供电的同时,经过整流器后通过充电器给电池充电B．电池模式：UPS电池模式工作示意图电池→电池SCR→升压电路(DC->DC)→逆变电路(DC->AC)→输出继电器→输出EMI→输出端子→负载电池模式是UPS在市电发生异常(UPS自身工作正常)时的供电状态C.旁路模式UPS旁路模式工作示意图市电→隔离变压器→输入EMI →STS静态开关→输出EMI→输出端子→负载市电通过STS向负载供电的同时,经过整流器整流后通过充电器给电池充电旁路模式是UPS自身发生异常（市电电压正常）时的供电状态D．维护模式市电→隔离变压器→维护开关→负载维护模式是对UPS进行维修时所选择的工作状态,此时负载由市电直接供电,可以对UPS进行维修测试动作.二>各部分电路工作原理介绍:1.功率板(单相)：功率板（PSDR）是UPS主要组成部分，主要担负UPS电源转换功能主要由整流电路、升压电路、逆变电路三部分组成：充电输入电压功率板示意图2.1进出功率板接线：“两输入，两输出，一充一放，外加控制”a.>市电输入: 火线(L):输入EMI板I/P-L →功率板I/P-L零线(N): 输入EMI板I/P-N →功率板I/P-N “两输入”：b>电池输入: 电池正极(BA T+): 充电板BAT+ →功率板BA T+电池负极(BAT-): 充电板BAT- →功率板BAT-a>逆变电压输出:火线(L): 功率板O/P-L →输出EMI板O/P-L零线(N): 功率板O/P-N → BUS电容N“两输出”:b>整流电压输出: 整流正(REC+): 功率板REC+ →充电板REC+整流负(BAT-): 功率板BAT- →充电板BAT-a>±BUS电容充电:+BUS充电: 功率板+BUS → BUS电容正极-BUS充电: 功率板-BUS → BUS电容负极“一充一放”:b>±BUS电容放电: +BUS放电: BUS电容正极→功率板+BUS-INV-BUS放电: BUS电容负极→功率板-BUS-INV “外加控制”: CCB →功率板排线: 排线中包括功率板正常工作所需的控制电源及控制信号.1.2 功率板各组成部分工作原理介绍:1.2.1 整流器(AC→DC):作用: 将市电输入的交流电变换成直流电,即AC→DC整流工作示意图整流电路示意图1.2.2升压BOOST电路(DC DC):作用：将整流后的直流电压（±REC电压）通过升压电路变化成UPS逆变器所需要的稳定的BUS电压. 升压电路由PFC CARD控制.升压BOOST工作示意图BOOST工作电路原理示意图1.2.3逆变电路:作用: 将稳定的±BUS电压转变成幅值、频率稳定的交流电压逆变器工作示意图逆变器电路原理示意图2.STS (Static Transfer Switch )静态转换开关作用：1. 在UPS发生异常时为负载提供供电通道.2.输入、输出电压以及负载侦测.STS静态转换开关工作示意图STS接线介绍：“三进三出一N线，外加控制与侦测”“三进”：市电三相输入火线（L A L B L C）, 输入EMI 板→ STS输入“三出”: 旁路三相输出火线,（L A L B L C）, STS输出→输出EMI板“一N线”: 输入、输出电压参考线, BUS电容N线→STS N线“控制”: CU4 → STS 排线, 传递信号和开关控制信号“侦测”: CT线圈输出电流侦测信号线.注: 1. STS自身还有一温度侦测线,位置如实物所示2.STS自身工作所需要的电源由自身产生(AB线电压)TXINPUT A+24V电源供STS自身使用INPUT B所以输入AB间阻抗大约有120Ω3.充电器:作用: 输入市电市电正常时,UPS处于旁路或市电模式下, 将整流器输出电压(三相)±REC电压转换成稳定的432V直流电压输出供电池充电使用.充电板接线介绍：“一进一出，外加电源与通讯”“一进”：三相整流电压输入：红线：三相整流后REC+相互连接后→充电板REC+黑线: REC-即BAT-, 各功率板(BAT-) →充电板BAT- “一出”: 电池输入: 红线: 充电板BA T+ →端子排BAT+黑线: 充电板BAT- →端子排BAT-“电源”: 充电板工作电源: 红黑两PIN 信号线: CCB上CN1 →充电板上CN03(CN05) “通讯”:与CU4通讯: 3线排线: 充电板CN01 → CU42线排线: 充电板CN02 → CU44. CCB (Common Control Board):作用：1. 产生所有PCB(STS除外)所需要的低压直流电源.2. CU4到功率板控制信号转换, 即CU4控制命令←→CCB←→功率板.3. 上电初期给BUS电容预充电.CCB FLY BACK 电路架构注:HFPW+ 是频率为38KHZ的高频交流电源,供LCD CHGR PSDR使用.CCB接线介绍: +BUS: CCB上+BUS → +BUS电容-BUS: CCB上-BUS → -BUS电容N : CCB上N → BUS电容NA. 电力线: 市电: CCB上I/P-L →STS A相市电输入电池: CCB上+BAT →充电板BAT+CCB上-BAT →充电板BAT-保护: CCB上V.DIS 、D.DIS →REC FUSE 上V.DIS 、D.DISHFPW+电源输出: CCB上CN01 → LCD CN103CN02 → CHGR CN03开机信号线: CCB上CN04 →LCD CN204面板确认键: CCB 上CN03 →液晶面板B.信号线: 保护信号线: CN300 → REC FUSE 板+24V输出RELAY驱动线: CCB上CN206 →输出RELAY风扇转速控制: CCB上CN208 → LCD CN106风扇电源: CCB上CN200→ CN205CCB与CU4信号线: CCB 上CNCU4 →CU4 (64PIN)CCB与PSDR信号线: CCB上CNL1→R PSDRCNL2→S PSDRCNL3→T PSDR 注意: 20~40KS CCB上还有一条CN7 →CN8 短路线5.LCD:作用: 1. 显示UPS相关工作参数2. 负责UPS INTERFACE通讯板与内部通讯.3. 风扇转速控制.LCD接线介绍:与CU4通讯线: LCD 40PIN排线CN101 → CU4 通讯线与液晶面板通讯线: LCD 30PIN排线CN202 →液晶面板与INTERFACE通讯线: LCD 30PIN排线CN102 →通讯板LCD 电源输入线: LCD CN103 → CCB CN01UPS开机信号线: LCD CN204 →CCB CN04风扇转速控制信号线: LCD CN106 →CCB CN2086. CU4:3C3UPS的主控制器.负责所有电路工作所需的控制信号.7. PFC: PFC CARD 插于各相PSDR(CN21)上,主要功能是控制升压电路工作, 将±REC →±BUS电压.8. INTERFACE: 包括 RS-232、PPVIS、 RS485、AS400通讯端口.9. EMI 、MOV :负责输入、输出电压的滤波以及吸收输入市电的浪涌.附录Ⅰ：UPS整机架构。

UPS的主要组成部份
1、整流充电器：
把市电或油机的交流电能变为直流电能，为逆变器和电池提供能量，其性能的优劣直接影响UPS的输入指标。

2、整流器：
（1）可控硅整流器：
输出容量大，可靠性高，工作频率低，滤波器体积大，噪声大，适应输入电压小，适用于大功率UPS。

（2）二极管＋IGBT：
工作频率高，具有功率因数校正功能，滤波器体积小，噪声低，可靠性高，适用于中小功率UPS。

3、逆变器：
把市电变换后的直流电能或电池的直流电能转换为稳压稳频的交流电能，其性能的优劣直接影响UPS的输出性能指标。

IGBT 逆变器：工作频率高，滤波器体积小，噪声低，可靠性高，工作频率20KHz。

4、旁路开关：
提高UPS系统工作的可靠性，承受负载的瞬时过载或短路。

IGBT过载能力有限，当过载时转到旁路，市电内阻小，可允许充分大电流，提供足够的时间，使过载部分跳闸，使其他负载继续供电。

静态：可控硅――转换时无间断，损耗大。

动态：接触器――转换时有间断，损耗小。

5、电池：
为UPS提供一定的后备时间。

在线式UPS经过AC/DC、DC/AC双重转换后完全排除了市电的各种干扰。

在大型的数据网络中心和其他关键性用电领域里，都应该选择在线式UPS。

UPS系统各组成部分作用UPS（不间断电源）是一种用于保护电子设备免受电力中断、电压浪涌以及其他电力问题的设备。

它由多个组成部分组成，每个组成部分都起着不同的作用。

下面是UPS系统各组成部分的作用的详细说明。

2.整流器：整流器是UPS系统的一个重要组成部分，用于将输入电源转换为UPS系统所需的直流电。

整流器负责将交流电转换为直流电，并通过电池充电以备份电源供应。

3.电池组：电池组是UPS系统中最关键的部分之一，它用于存储电能，以便在电力中断或其他电力问题时提供备份电源。

电池组需要定期维护和检查，以确保其性能和寿命。

4.逆变器：逆变器是UPS系统的核心组件之一，它将直流电转换为交流电，以供电子设备使用。

当主电力中断时，逆变器会立即启动并提供稳定的交流电，以确保与电子设备的连接不会断开。

5.静态开关：静态开关是UPS系统的一个重要组成部分，它负责在主电力中断或其他电力问题发生时迅速切换到备用电源上。

静态开关可确保UPS系统与电子设备之间的电力连接不会中断。

6.维护旁路：维护旁路是另一个重要组成部分，它允许在UPS系统需进行维护或故障排除时将其从电路中分离，同时保持设备正常运行。

维护旁路为UPS系统的维护提供了方便和安全的方式。

7.显示面板：UPS系统的显示面板通常位于设备的前面板上，用于显示关键信息，如输入电压、输出电压、电池状态等。

显示面板可让用户轻松监控UPS系统的运行状况，并提供必要的操作指导。

8.故障监测装置：故障监测装置用于监测UPS系统的运行状态，并在出现任何故障或异常时发出警报。

故障监测装置可以通过声音、光信号或通信接口向用户通知故障情况，从而帮助用户及时采取必要的措施。

9.过载保护：过载保护是一种保护措施，用于防止UPS系统过载。

当电流超过设定值时，过载保护装置会自动切断输入电源，以避免损坏UPS 系统及其连接的电子设备。

10.通信接口：通信接口是一种用于与其他设备或网络进行通信的接口。

UPS的基本知识一、UPS的概况1、UPS的概念Uninteruptible Power System的英文字首简称为UPS，即我们所说的不间断电源系统，依照字面上的解释即为电力系统停止供电时，在极短的时间内取代原有的电力设备，继续供电给负载系统使用。

其工作原理：首先在正常时利用整流装置将交流输入整流成直流电力，然后一路对蓄电池充电，一路籍以将直流电力供给逆变器，逆变器将直流电力转换成稳定的交流电力输出经静态开关装置供给负载使用。

当输入电力中断时，由储存在蓄电池内的直流电力供应逆变器工作转换成交流电力供负载使用。

待市电完成供电准备后，才停止由蓄电池输出转换。

二、UPS的组成概要依UPS内部构造可分为：电池组、充电器、逆变器及静态开关。

1、电池组UPS所用的电池种类相当多，其差别在于极板材质、构造及电解液成份的不同，目前广泛UPS采用的为铅酸免加水电池，其优点在于重量轻、寿命长。

电池容量单位为安培/小时（Ah），数值越大则表示电池的容量越大，一般UPS标准放电时间在满载状态下最长不超过15分钟，若使用者欲延长放电时间则需另外加长效型充电电路来使用，由于电池为UPS市电中断后的电力来源，故其电池的品质及可靠度是不容忽视的，所以电池的品牌亦是选择UPS 的指标，最好能尽量选世界知名品牌。

2、充电器电池充电器经由变压器与市电隔离，对电池充电及提供逆变器电力，此电源需有足够的容量，但又必需有一定限流装置电路来保护电池的寿命，一般而言，对已耗尽电力的电池进行充电，将花费其放电时间常数的 8～10倍才能回充至额定压的80％，故标准型小容量在线式每放一次电需8小时以上的充电时间才能恢复电力。

3、静态开关静态开关可由两个单向可控硅组成，以可控硅的高速开关特性来补偿输出继电器触点跳接时间，使AC与INV转换时，转换时间小于5ms，因为继电器的跳接时间不能满足UPS负载的要求（电脑允许断电的最短时间小于6ms）。

4、逆变器逆变器是一种电力转换电路，它所担任的工作是将直流电源转换成一般的交流电，在UPS 领域内利用整流器将交流电力整流成直流电力，然后再经逆变器转换成交流电力，即所谓的AC-DC-AC，使输出电源更为纯净，其具备如下功能：（1）反转：将整流器及电池组所供应的直流电源换成交流电源，波形失真小于5％。

数据中心UPS不间断电源系统架构介绍导读一个典型的数据中心供电系统，由中压配电、变压器、低压配电、不间断电源、末端配电以及发电机等设备组成。

一个典型的数据中心供电系统，由中压配电、变压器、低压配电、不间断电源、末端配电以及发电机等设备组成。

其中，UPS的主要作用，是在市电电源中断、发电机启动之前，确保所带的负载持续供电，因此，UPS系统包含了储能设备，如蓄电池或飞轮；此外，传统UPS 还具有隔离市电侧浪涌、电压骤升骤降等作用。

UPS系统是数据中心供电连续性的重要保障，UPS系统的可靠性直接影响数据中心的可靠性，同时，在绝大多数数据中心，UPS系统的损耗可占IT设备能耗的10%以上。

因此，提高UPS系统的可靠性，同时降低其损耗，就成为数据中心UPS系统架构演变的主旋律。

1. 传统UPS供电系统目前，数据中心内应用最广的不间断电源还是传统UPS，它主要由整流AC-DC、逆变DC-AC 和静态旁路3部分电路组成，DC母线上挂接蓄电池，输入AC正常时，经整流和逆变两次转换后为负载供电，同时为蓄电池浮充，输入AC中断时，蓄电池由浮充转放电，经逆变器为负载供电，对负载来说，感受不到输入端电源的中断。

UPS设备的分类从结构上看，UPS设备可以分为后备式、在线互动式、双转换在线式、Delta 转换在线式等类型，其中前两种主要用于小容量负载（≤5kVA），Delta转换在线式技术受专利保护，因此，大型数据中心主要采用双转换在线式UPS设备。

传统的双转换在线式UPS设备采用可控硅整流，主要的问题是谐波电流畸变率（THDi）高(10-30%)，转换效率低(85-92%)。

随着电力电子器件的发展，呈现出IGBT取代可控硅整流的趋势，IGBT整流的优势是取消变压器，因而降低了成本，同时有比较好的输入特性，在较宽的负载范围内，可以将THDi控制在5-10%之间，最大的好处是效率的提升，通常在87-95%之间。

目前，IGBT整流型UPS 的可靠性比可控硅整流型略低。

简单来说：组成（小型家用）：整流（含充电器）滤波、电池、逆变。

整流/滤波：将220v交流电变成420V（20V左右--家用）直流电，充电器给蓄电池补充电能。

电池：在交流电停电时作为主用能源经逆变给负载供电。

逆变：将直流电变成交流电输出给负载。

这里先说一下工业用大功率ups的组成以及原理：它一般包括整流部分和逆变部分。

整流部分包括隔离变压器，整流模块（由可控硅或二极管组成），及整流控制部分。

逆变部分包括逆变控制部分，逆变驱动部分，和逆变模块（由igbt构成）它的输入有3部分，即市电输入，直流输入（即电池或工业用直流屏），和旁路输入（即与市电同性质的另一路电源），优先级即我输入的顺序。

整流的原理是：（这里只说可控整流，不可控整流用二极管，很简单）市电输入后经隔离变压器变出线电压280v左右，然后经整流模块可控整流，整流电压可控，一般265v左右，如果给电池充电一般将母线电压调到245v左右逆变的原理是：1，三角波产生电路产生高频三角波作为载波（我们公司的频率是10khz）2，正弦波电路产生50hz的标准正弦波3，正弦波调制三角波产生脉冲宽度调制波即spwm波，（双边带调制）4，spwm波经过逆变驱动板驱动逆变模块的igbt，5igbt导通电流经电感滤波后输入逆变变压器原边，在副边产生工频50hz电压正常情况下市电整流工作，掉电后直流提供电源工作，直流也没有了转到旁路，逆变器停止工作，市电或直流恢复后切回工作。

对于商业或家用ups没有这么复杂，调制方式有点是单边带调制，整流部分一般不可控，输入一般是单相输入，逆变部分小功率的用mos管，UPS各组成系统（部件）介绍如下：1) 整流器整流器位于输入端，将市电的交流电流转换成直流电流。

整流器有以下功能: - 提供直流电源给逆变器- 自动对电瓶充电。

电瓶充电通过两个阶段来进行：第一阶段通过有限电流来提供80%的电能，用以增高电压；第二阶段通过稳定的电压来提供剩余20%的电能(浮充电压)。

ups的组成及工作原理UPS的组成及工作原理。

UPS是不间断电源的英文缩写，其主要作用是在电源中断或电压波动时，为电子设备提供稳定的电力供应。

UPS的组成及工作原理是非常重要的，下面我们来详细了解一下。

1. UPS的组成。

UPS主要由以下几个部分组成，整流器、蓄电池、逆变器和静态开关。

首先是整流器，它的作用是将交流电转换成直流电，并为蓄电池充电。

蓄电池是UPS的重要组成部分，它能够在电源中断时为设备提供电力。

逆变器则是将直流电转换成交流电，以供设备使用。

静态开关用于在电源中断时将设备从市电切换到UPS供电。

2. UPS的工作原理。

UPS的工作原理可以简单分为两种情况，市电正常供电和市电中断供电。

首先是市电正常供电时，整流器将交流电转换成直流电为蓄电池充电，同时逆变器将直流电转换成交流电供给设备使用。

这样可以保证设备在市电正常供电时获得稳定的电力供应。

当市电中断时，蓄电池会立即为设备提供电力，同时静态开关将设备从市电切换到UPS供电，保证设备在市电中断时仍能正常运行。

3. UPS的工作原理举例说明。

举个例子来说明UPS的工作原理，假设某个办公室的电脑连接了UPS，当突然停电时，UPS会立即为电脑提供电力，保证电脑不会因为突然断电而关机，从而保护了电脑中的数据不会丢失。

4. UPS的应用领域。

UPS广泛应用于各种需要稳定电力供应的场合，比如计算机、通信设备、医疗设备等。

在电力不稳定或者需要保护设备数据的场合，UPS起着非常重要的作用。

总结，UPS作为一种重要的电力保护设备，其组成及工作原理对于我们了解其作用和应用至关重要。

通过本文的介绍，相信大家对UPS有了更深入的了解。

希望本文能够帮助大家更好地使用和维护UPS设备。

ups电源作为储存电源，在突然停电的时候可以持续供电，为公司企业提供保存文件和数据的时间，以减少企业因停电带来的损失。

特别是一些重要的数据中心、血浆站等数据持续流动输出和血浆24小时低温保存的特殊机构，不间断电源显得更加重要。

为了使大家更多的了解UPS电源，下面小编就给大家讲讲它的构造组成。

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。

净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲*不能消除，整流后的电压仍存在*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*，起到了净化功能，也称对*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，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

在电网电压工作正常时，给负载供电如所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。

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。

某些生产线路因生产需要不允许断电，因此，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，UPS电源系统的工作时间当储能电池满容量时为2小时，半容量为1小时。

ups结构原理UPS（Uninterruptible Power Supply）是一种用于保护电子设备免受电力中断或电压波动的装置。

它的结构原理是基于电池和逆变器的工作原理。

UPS的基本结构包括输入端、输出端、电池组和逆变器。

输入端连接电源，输出端连接负载设备。

电池组则起到存储电能的作用，而逆变器则负责将直流电能转换为交流电能供给负载设备使用。

在正常情况下，当电源供电正常时，UPS会将电源的交流电能转换为直流电能，同时为电池组充电。

充电过程中，逆变器会将直流电能转换为交流电能供给负载设备使用。

这样，负载设备就能够持续获得稳定的电能供应。

然而，当电源供电中断或电压波动时，UPS就会发挥作用。

一旦检测到电源故障，UPS会立即切换到电池供电模式。

这时，逆变器会将电池存储的直流电能转换为交流电能，继续供给负载设备使用。

这种切换过程通常非常快速，以确保负载设备不会中断电力供应。

为了确保UPS能够正常工作，其内部需要有一套复杂的控制系统。

这个控制系统会监测电源的状态，并根据情况切换工作模式。

当电源正常时，控制系统会对电池进行充电，同时保持逆变器处于待机状态。

而当电源故障时，控制系统会迅速切换到电池供电模式，并让逆变器开始工作，将电池的直流电能转换为交流电能。

UPS还会根据负载设备的功率需求来选择合适的电池和逆变器。

不同的UPS可能采用不同类型的电池，如铅酸电池、锂离子电池等。

逆变器则根据负载设备的功率需求来确定其输出功率，以确保负载设备能够得到足够的电能供应。

通过这样的结构原理，UPS能够有效保护电子设备免受电力中断或电压波动的影响。

它能够提供持续稳定的电能供应，确保负载设备的正常运行。

因此，UPS在许多领域都得到了广泛的应用，如计算机数据中心、医疗设备、通信设备等。

UPS的结构原理是基于电池和逆变器的工作原理。

通过控制系统的监测和切换，UPS能够在电源故障时迅速切换到电池供电模式，保证负载设备持续获得稳定的电能供应。

UPS结构及维护[摘要] 通过对UPS结构的分析，掌握其结构特点，在使用和维护方面注意，做好定期容量检查。

[关键词] UPS 蓄电池维护工作重点一、UPS的结构下图为UPS电源系统的基本结构框图。

它是由一套交流+直流充电+交直流逆变装置构成。

UPS中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。

一旦市电中断，蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器逆变成交流电供给计算机设备等负载，保持对负载设备供电的连续性。

1.交流滤波调压回路交流滤波回路主要是对输入的交流电进行滤波净化，去掉电网中的干扰成分。

并在一定范围内进行调压。

2.整流充电回路整流充电回路是将交流整流成直流，经充电电路给蓄电池充电，并向内部提供所需的直流电。

3.蓄电池组电路在中小型UPS中广泛应用的是M型密封电池，这是一种密封免维护电池。

一般每节电池的额定电压可为2V、4V、6V或12V，它们经串并联组成电池组在UPS中使用。

蓄电池的规格容量用安时(Ah)表示，如12V，6Ah／20hR。

它表明该电池的输出电压为12V，其标称容量为6Ah。

这一指标是指把该电池以20h速率的条件下进行放电（放电电流为6/20=0.3A），一直放电到电池输出的终了电压为10.5V 时，所测量到的总安培小时数。

蓄电池是UPS的重要组成部分，蓄电池性能和质量的好坏直接影响到UPS 电源整机的质量，它的成本占整机成本的1／3以上。

4.脉宽调制型(PWM)逆变器及控制电路在UPS中普遍地采用脉冲宽度调制技术(PWM)来实现直流转变成交流，实现直流转变成交流的电路称为逆变器。

逆变器及其控制电路是UPS的核心电路。

对于后备式UPS来说，当市电电压低于170V时，此时其内部的交流稳压电路无法维持正常的220V输出，逆变器启动工作，将蓄电池中储存的直流电转变成交流电。

输出波形一般为方波，也有一些UPS输出波形为正弦波。

而当市电回升到180V以上时，逆变器停止工作，回到市电供电状态(稳压输出为220V)。

TO LOAD A C S O U R C EUPS 系统是由输入空气开关 ( Input Breaker ) 、输入滤波板及保护电路( Input Filter & Protection Network )、整流器 ( Rectifier )、电厂供给直流电源或蓄电池组 ( Battery Bank)、逆变器 ( Inverter )、静态开关 ( Static Switch )、旁路开关 ( Bypass Breaker )、输出滤波板 ( Output Filter )和隔离变压器( Isolation Transformer )等组成，基本架构如上图所示。

在正常市电输入下，交流电源被转换为直流电源供逆变器输出给负载，在市电中断时，可由电厂提供的直流电源或者选配的蓄电池组提供电力供负载使用。

整流器整流器的主要功能就是将交流电源转换为直流电源提供给逆变器，逆变器重新将直流电源转换为交流电源输出给负载。

图3.2 6脉冲控制整流器原理图我公司部分型号的UPS设备使用的是六脉冲的全桥整流器以实现交流电源至直流电源的转换。

为了提高功率因素，我们在整流器之前加装了电感器，以矫正波形并且消除谐波电流。

控制电路确保总线电压精度在1%以内。

软启动电路（大约15秒）和限流电路可以防止设备免受过流及瞬间浪涌电流的影响。

我们的设备中还加装了额外的低压及高压保护装置以提高可靠性并且在不正常状况发生时关闭整流器。

整流器中的组件均是经过特别的挑选以适应极端的高压和高电流冲击。

整流器在设计上也着重考虑允许超宽电压输入（307～520VAC）以适应某些地方恶劣的电网环境。

图3.3 12脉冲控制整流器原理图12脉冲全桥整流器（如图3.3所示）在输入和相移变压器SCR之间安装了相移变压器以提供完全隔离。

逆变器直流输入完全由整流器直流输出供给。

与6脉冲控制整流器相比，12脉冲控制整流器或者18脉冲控制整流器可以进一步提高功率因素同时减少整流器产生的谐波电流。

UPS的组成与基本原理UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）是一种能够为设备提供持续电力的装置，它的设计和基本原理确保了在电力中断或波动时，设备能够继续运作，并保护设备不受电力故障的影响。

下面是UPS的组成与基本原理的详细解释。

UPS由以下几个主要组件构成：1.蓄电池：蓄电池是UPS的核心组件之一，它主要负责储存电能，当输入电源中断时，蓄电池能够提供电能继续供应给设备。

常见的蓄电池类型包括铅酸蓄电池和锂电池，它们都能提供直流电能。

2.整流器：整流器将交流电源转换为直流电源，同时也充电维持蓄电池的电能。

整流器通常由整流桥或开关电源构成。

3.逆变器：逆变器的主要作用是将直流电源转换为交流电源。

当输入电源中断时，逆变器接管供电，从蓄电池获取直流电能并转换为交流电能供给设备。

4.静态开关：静态开关用于参与输出电源和输入电源之间的切换，当输入电源故障时，静态开关将输出电源切换到蓄电池提供的电能上。

5.控制电路：控制电路是UPS系统的“大脑”，它负责监测输入电源的状态以及控制整个系统的运行。

控制电路同时也可监测输出电压、电流以及蓄电池的容量，当监测到异常时，可以采取相应的措施保护设备。

UPS的基本原理：UPS的基本原理是将交流电源转换为直流电源，并将直流电源再次转换为交流电源供给设备。

以下是UPS的工作原理：1.当输入电源正常供电时，交流电源通过整流器转换为直流电源并充电蓄电池。

同时，逆变器将直流电源转换为交流电源供给设备，并保持蓄电池处于完全充电状态。

2.如果输入电源中断或电压波动，控制电路将监测到此情况并立即切换静态开关，将输出电源从输入电源切换到蓄电池供电。

逆变器开始工作，将蓄电池的直流电源转换为设备所需的交流电源，并维持设备的正常运行。

3.一旦输入电源恢复正常，控制电路将再次切换静态开关，将输出电源切换回输入电源，同时整流器开始充电蓄电池。

总结：UPS通过蓄电池、整流器、逆变器、静态开关和控制电路等组件实现了对设备的不间断供电。

基本概念及组成ups，不间断电源设备，指不会因短暂停电中断、可以一直供应高品质电源、有效保护精密仪器的电源设备。

全名Uninterruptible Power System。

亦有稳定电压的作用，类似于稳压器。

从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。

主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。

1)整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。

它有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。

因此，它同时又起到一个充电器的作用；2)蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。

其主要功能是：1当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。

2当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载；3)逆变器：逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。

它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成；4)静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅（SCR）反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。

分为转换型和并机型两种。

转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。

电气变换种类交流→直流整流变换直流→交流逆变变换高压→低压降压变换低压→高压升压变换三相IGBT全控整流桥特点：PFC升压整流，高输入功率因数单相半桥逆变电路三相半桥逆变器常用器件：无源器件：电阻—消耗电能，电压电流同相位电感—产生磁场储存磁场能量，通直流阻交流，电流滞后电压电容—产生电场储存电场能量，通交流阻直流，电流超前电压IGBT：绝缘栅型双极型晶体管全控型器件：开通可控，关断可控器件特点：高输入阻抗；电压型控制器件，驱动功率小；开关速度快、工作频率可达10-100KHz；饱和压降低（相比MOSFET小得多）；电压、电流容量较大，安全工作区较宽。