重庆弱点公司:通信电源知识

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UPS工作原理

UPS主要是由：整流滤波电路、充电器、逆变器、输出变压器及滤波器、静态开关、蓄电池组和控制、监测、显示告警及保护电路组成。

市电正常时，输入电压经过整流滤波电路，一路给逆变器提供电压，一路送入充电器给蓄电池充电。此时，静态开关切换到逆变器端，由逆变器完成稳压和频率跟踪功能。

当市电出现故障，UPS工作在后备状态，静态开关仍然切换在逆变器端，由逆变器将蓄电池的直流电压转换成交流电压，通过静态开关输出到负载。

当市电正常、逆变器出现故障或输出过载时，UPS工作在旁路状态，静态开关切换到市电端，由市电直接给负载供电。

UPS的4个要素

高可用性的UPS的4个要素：可靠性、功能性、可用性、和故障容限。

可靠性：UPS模块、静态开关和配电设备必须非常可靠，以MTBF 衡量，此外系统设备应尽量简单，将单点故障减到最小。

功能性：应能保护负载免受所有市电电源干扰的影响，不同技术的UPS所能保护的干扰是不同的。

可用性：必须允许系统中所有的电源设备同时维护。当系统一些元件维护时，系统仍能为负载正常供电。真正的可维性与系统的冗余度有关，但系统应有内部或外部维修旁路。

故障容限：系统必须具有故障容限以处理系统元件的故障而不影响负载设备的供电。

可靠性和功能性主要取决于UPS 的内部技术，即采用备用等技术。可用性和故障容限主要取决于UPS 的冗余方式和配电电路方案

UPS分类

常用的UPS系统一般分为两大类：备用冗余系统和并联冗余系统。

备份冗余系统中，一台电源装置供电，另外几台备用，一旦正在运行的电源装置发生故障，备用电源装置立即投入工作。

并联冗余系统中，多台电源装置并联供电，在正常工作状态下，每台电源装置的输出功率都低于它的额定输出功率。

UPS单机工作方式

单机工作方式是UPS最常见的和最基本的工作方式，它一般使用在不能停电的一般负载场合，其可靠性较差。

UPS单机系统没有容量的冗余，不能保护内部模块本身的故障。也不能保护设备的故障。因此，UPS 内部模块、系统和配电均不能同时维护；内部模块和配电均无故障容限。所以，单机系统仅适用于允许UPS停机2～4小时进行维护，在此期间可以由带有各种干扰的市电电源直接供电的负载。对于要求更高的可用度的应用场合，双变换UPS单机系统就不适用了。

UPS串联备份工作方式

双机热备份也是为了大大提高供电系统的可靠性，它和双机并联一样，也是使用在特别重要的场合。

其工作方式是：UPS2的输出作为UPS1的旁路输入，正常时UPS1处于主用状态，承担100%的负载，UPS2处于热备份状态；UPS1故障，则由UPS2转为主用，承担全部负载；UPS1、UPS2均故障，则由市电经静态旁路开关直接对负载供电。

缺点：主备机老化程度不一，易造成切换失败。或需要定期倒换。

UPS并联冗余工作方式

两台UPS并联的必要条件时同频、同相、等幅，因此必须有一个并联控制器，它主要完成同步锁相、均流及并联管理等功能。

UPS并联的目的是为了大大提高供电系统的可靠性，它往往使用在特别重要的场合，如通信、卫星发射中心、石油、化工、电力、钢铁、金融和广播电视等系统中，这些系统停电会造成巨大的经济损失，因此要求供电系统的绝对可靠。

其运行模式是：两台UPS均正常时，各承担50%的负载；当其中某一台UPS故障，由另外一台承担100%的负载；当两台UPS均故障时，市电经静态旁路开关直接对负载供电。

并联冗余台数

厂家一般承诺可以6台（8台）UPS 并联。但是，当并联的单机UPS 系统的数目增大时，并联冗余系统的可用度的提高的幅度会减小。N很大时，并联冗余系统可用度的提高并不明显。而且，在实际应用中，N 较大的N+1并联冗余系统的故障率较高。所以，在投资允许的情况下应尽量采用1+1并联冗余UPS系统。如果系统容量很大，必须采用N+1并联冗余UPS系统时，应注意并联的单机台数不宜太多，一般建议N≤3。