在现代电子设备和电力系统中,UPS 电源(不间断电源)发挥着至关重要的作用。它能够在市电中断时,为设备提供持续的电力支持,保障设备的正常运行。为了让大家更全面地认识 UPS 电源,本文将详细解析其内部结构,并揭示常见的防雷误区。
- 整流器:整流器是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它主要有两个功能,一是把交流电转变为直流电,经过滤波后为负载或逆变器供电;二是为蓄电池提供充电电压,起到充电器的作用。
- 逆变器:逆变器的作用是将直流电(DC)转换为交流电(AC)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成,能够将蓄电池输出的直流电逆变成适合负载使用的交流电。
- 蓄电池:蓄电池是 UPS 储存电能的装置,由若干个电池串联而成。其容量大小决定了维持放电(供电)的时间。在市电正常时,它将电能转化为化学能储存起来;市电故障时,将化学能转化为电能供给逆变器或负载。
- 静态开关:静态开关又称静止开关,是一种无触点开关,由两个可控硅(SCR)反向并联组成。它分为转换型和并机型两种。转换型开关用于两路电源供电系统,实现自动切换;并机型开关用于并联逆变器与市电或多台逆变器。
UPS 电源由一套交流 + 直流充电 + 交直流逆变装置构成。在市电正常供电时,UPS 中的蓄电池处于充电状态。一旦市电中断,蓄电池会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,确保对计算机设备供电的连续性。一般来说,中小功率后备式 UPS 靠蓄电池维持供电的时间在 10 - 30 分钟左右。
在电网电压正常时,UPS 不仅给负载供电,还同时给储能电池充电;突发停电时,UPS 由储能电池为负载供电;当负载严重过载时,由电网电压经整流直接给负载供电。
[此处应插入原文中关于 UPS 电源在不同供电情况下的示意图,但原文未提供图片链接,若后续能获取图片,可将图片插入此处]
- 误区之一:“防雷器” 只是防雷
在 UPS 不间断电源的实际应用中,有时会出现晴空万里、无雷电现象,但 UPS 内置的 “防雷器” 却损坏的情况。有些用户认为这是 UPS 机器质量问题,然而 UPS 本身仍可正常工作。实际上,国外对普通低压配电线路上的电压浪涌情况有不少统计和报道。例如美国的统计显示,在 10000 小时内,线间发生的各种电压值浪涌次数中,超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达 800 余次,其中超过 1000V 的有 300 余次。由此可见,无需雷电作用,“防雷器” 也可能运作和损坏。 - 误区之二:廉价 “防雷器” 也防雷
不少用户为满足相关规定,要求 UPS 电源低价配置 “防雷器”。个别厂家为迎合需求,随便装个小压敏电阻就称作有 “防雷” 器。但实际上,小通流容量的压敏电阻只能起到一定的过电压防护作用。若要真正防雷,必须考虑足够通流容量的器件及相关成本。
配置大型 UPS 的数据中心或控制中心,其所在建筑物或机房一般有完善的整体防雷系统,到达 UPS 端的过电压残值不高;而小 UPS 使用环境较差,除防雷外,还需考虑周边电网上操作过电压的浪涌冲击防护。
关键词:UPS 电源