UPS,全名叫做“不间断电源”,作用是停电的时候提供备用电源。所以,你可以把它当做提供交流电源的“电池”。注意:这是它与普通的电池的最大区别,它提供的是220V或者380V交流电源。
市面上最常见的UPS有两种:一种是后备式,一种是在线式,就是下面这样的。
(后备式UPS示例)
(在线式UPS示例)
下面看一下它们俩各自的原理,看了原理之后你就会知道为什么它们俩价钱差这么多,而且它们各自的优缺点和应用场景。所以,这些根本不需要去记,只要你看懂了下面的原理,我甚至觉得你都没必要收藏这篇文章。因为原理也没那么复杂。
后备式UPS
(后备式UPS原理图)
这就是后备式UPS的原理图。
市电正常的情况下,转换开关接在市电一侧,负载由市电供电;同时市电经过整流器整流后,给电池充电。这时逆变器是不工作的。
停电的时候,市电侧失压,转换开关切换到电池侧。这时电池中储存的电能,经过逆变器逆变成正常的交流电,供负载使用。
根据后备式UPS的这个原理特性,导致它自身存在一些缺陷:
- 第一,逆变器从不工作到工作,需要一个切换时间。这个切换时间很短,一般只有10ms左右。但是,对于那些关键性的供电不能中断的场所,就不能使用了。
- 第二,当市电停掉后,电池中的直流电经过逆变直接供给负载使用,输出的波形为方波,对电压波形有要求的设备也是无法使用的。
- 第三,后备式UPS的电池容量大多很小,提供的功率一般在3kVA以下,停电后一般只能维持几分钟到几十分钟。下面这个是后备式电源的供电持续时间举例。
(后备式UPS供电时间举例)
但是,它有一个最大的优点,就是便宜。所以,它主要是用来给个人或公司的电脑提供断电保护的,断电后可以给用户一定时间来保存重要的数据信息。
在线式UPS
(在线式UPS原理图)
这是在线式UPS的原理图,比后备式UPS稍微复杂一点。
首先,市电正常的情况下,转换开关接在途中所示的位置。市电提供的交流电经过整流器整流、滤波(图中未画出)、逆变器重新逆变成交流电,供负载使用。这样输出的交流电,有一个很大的好处,它能够消除市电侧的大部分谐波,从而输出的波形更佳。
同样的,市电在供给负载侧的同时,也会给电池充电。当停电的时候,电池就通过逆变器给负载供电。
在线式UPS还具有旁路功能。当UPS故障需要检修的时候,可以把市电通过旁路电路直接给负载使用,而跳过UPS,从而UPS侧就可以进行检修了。
所以,在线式UPS的原理就这样,也是很简单的。
相对于后备式UPS,在线式UPS无论从切换时间(不需要切换时间)、波形(相对要好),还是电池的供电持续时间,都要更佳出色。虽然贵是贵了点,但是贵也有贵的道理的。
所以,在线式UPS通常被用在不能停电的供电场所了,例如:计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业。
这样子的UPS,你看懂了吗?
不过小编我要多说一句,UPS最重要的几个模块就是整流器、滤波器、逆变器,每一块都可以讲一大堆。
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