UPS不間斷電源租賃出租賃服務(wù)東明數(shù)據(jù)中心
不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，保證這些設(shè)備儀器的不間斷運行，防止計算機數(shù)據(jù)丟失、通信網(wǎng)絡(luò)中斷或儀器失去控制。不間斷電源廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、、計算機業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護系統(tǒng)、個人計算機等領(lǐng)域。
SB1是總停開關(guān)，按下SB1導(dǎo)致接觸器線圈KM1斷電，這將導(dǎo)致線圈KM2通電，線圈KM3斷電。主電路中因主觸頭KM1,KM3斷電.KM2通電，轉(zhuǎn)子上施加了反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電動機M快速降速。當電動機快速降速至速度繼電器KS的額定轉(zhuǎn)速時將斷開，電動機停轉(zhuǎn)。本控制線路中，共有四個回路：A——1——2——3——B——CA——1——4——5——6——B——CA——1——7——8——9——B——CA——1——10——11——12——B——C程序所示為根據(jù)逐行回路轉(zhuǎn)換法得到的初步轉(zhuǎn)換梯形圖，該圖直接將四個回路轉(zhuǎn)換為一個四行的梯形圖，但初步轉(zhuǎn)換梯形圖還須根據(jù)梯形圖若干繪制原則進行合理修改。
系統(tǒng)組成
典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖1所示，它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼髌骱统潆娖鳎约鞍阎绷麟娫僮優(yōu)榻涣麟姷哪孀兤?，電池在交流電正常供電時貯存能量且維持在一個正常的充電電壓上，一旦市電供電中斷時，蓄電池立即對逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓。下面幾種簡圖示意了UPS的各種工作情況(以在線式UPS電源為例)。
（1）市電在UPS所允許的范圍內(nèi)正常供電時，如圖2所示，粗線描繪了電源能量的流向。
（2）主電源故障即市電被切斷后，電源將瞬間改由逆變器提供能量如圖3所示。
（3）當所帶負載過大或電源內(nèi)逆變器出現(xiàn)故障時，UPS將打開旁路由主電源直接供電，如圖4所示。
連接方式
（1）單臺UPS電源能夠供給全部負載，連接圖如系統(tǒng)的原理圖，連接方法較簡單。
（2）總負載功率需要二臺或更多臺UPS電源供給，如圖5所示，這種連接方式稱作并聯(lián)無備份方式。
（3）二臺或二臺以上UPS電源其總?cè)荼蓉撦d總?cè)萘恳?，但該系統(tǒng)比負載總?cè)萘勘仨毝嘁慌_UPS電源的容量，任何一臺UPS電源故障時，其余仍能供給全部負載，如圖6所示。這種連接方式稱作并聯(lián)有備份方式。
（4）整個UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，市電將UPS電源脫開，直接接通負載，且不影響UPS電源系統(tǒng)的維修，這種線路設(shè)計如圖7所示。
有人認為把R3的阻值減小，Ib就可以變大，大于0.2mA時，蜂鳴器就可以正常工作。但是蜂鳴器的壓降很難獲知，而且有些蜂鳴器的壓降可能變動，這樣一來基極電阻阻值就很難選擇，阻值選擇太大就會驅(qū)動失敗，選擇太小，損耗又變大。d電路也會出現(xiàn)同樣的問題，所以不建議選用圖二的這兩種電路。這兩個電路，電路的驅(qū)動信號為3.3VTTL電平，常出現(xiàn)在3.3V的MCU電路設(shè)計中，如果不注意就很容易就設(shè)計出這兩種電路，而這兩種電路都是錯誤的。
當UPS電源系統(tǒng)無故障時，維修開關(guān)打開，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)閉合；當UPS電源系統(tǒng)故障時，維修開關(guān)閉合，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)打開。這樣，保證了用電負載的正常工作，而又不影響對UPS電源系統(tǒng)故障的在線維修。
隨著計算機應(yīng)用系統(tǒng)對電源的要求越來越高UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護系統(tǒng)。尤其是在電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量不太高、抗干擾的技術(shù)落后，同時計算機系統(tǒng)對電源的要求又比較高的情況下，UPS的作用就顯得更加明顯。
UPS的保護作用首先表現(xiàn)在對市電電源進行穩(wěn)壓，UPS的輸入電壓范圍比較寬，一般情況是從170V到250V，而輸出電源的質(zhì)量是相當高的，后備式的UPS輸出電壓在5%~8%，輸出頻率穩(wěn)定在1Hz；如圖1，在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在3%以內(nèi)，輸出頻率穩(wěn)定在0.5Hz。在市電正常時，UPS電源相當于交流市電穩(wěn)壓器；同時市電對蓄電池進行充電，此時也相當于充電器。在市電突然掉電的情況下，UPS自動切換到蓄電池供電，使計算機維持正常工作，保護軟硬件不受損害。
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4.信號輸出引腳：作用是將集成電路的輸出信號引出，電路圖中一般在輸出引腳旁標注“OUT”字符。其輸出引腳的外電路特征是：通過電容、電阻、變壓器等耦合元件與后續(xù)電路的輸入端連接或者直接驅(qū)動揚聲器、發(fā)光二極管、指示表頭等負載，如下圖所示：跟集成電路輸入信號引腳類似，有些集成電路具有較多的信號輸出引腳，如下圖所示：除上述4種引腳外，集成電路引腳還有外接電阻、電容、電感、晶體等元器件的引腳，還有接自舉、消振、負反饋、退藕等保證工作的引腳，還有接有靜噪、控制等附件功能引腳。
UPS根據(jù)新標準IEC（電工委員會）按其結(jié)構(gòu)和運行原理分為以下3類：
（1）被動后備式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負載之間僅簡單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時，負載完全而且是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨立的充電器供電；當市電不正常時，負載完全由逆變器提供電能。 [5]
被動后備式UPS具有結(jié)構(gòu)簡單、價格最廉等優(yōu)點，運用于某些非重要的負載使用，如家用計算機等。但市電斷電時，繼電器將逆變器切換至負載，切換時間較長，一般需幾個毫秒的間斷，所以稍微重要的計算機設(shè)備不應(yīng)選用被動后備式UPS電源。 [5]
（2）在線互動式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負載之間，起后備電源作用，同時逆變器作為充電器給蓄電池充電。通過逆變器的可逆運行方式，與市電相互作用，因此被稱為互動式。此種UPS電源，在市電正常時，負載由經(jīng)改良后的市電供電，同時逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時逆變器起AC/DC變換器的作用；而當市電故障時，負載完全由逆變器供電，此時，逆變器起DC/AC變換器的作用。 [5]
在線互動式UPS具有結(jié)構(gòu)較簡單、實施方便、且易于并聯(lián)、便于維護和維修、效率高、運行費用低、整機可靠性高等優(yōu)點，性能滿足某些負載要求，特別適用于網(wǎng)絡(luò)中某些計算機設(shè)備采用分布式供電的系統(tǒng)。此種電源缺點是穩(wěn)壓性能不高，尤其動態(tài)響應(yīng)速度低，其次抗干擾能力不強，電路會產(chǎn)生諧波干擾和調(diào)制干擾。
（3）雙變換式UPS電源
指逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負載之間，電源通過逆變器連續(xù)地向負載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時，市電經(jīng)過整流器、逆變器向負載供電；市電不正常時，由蓄電器經(jīng)逆變器向負載供電。
雙變換式UPS是UPS電源的主品，具有性能好、電壓穩(wěn)定度與頻率穩(wěn)定度高、功能強、具有熱備份連接和并聯(lián)冗余聯(lián)結(jié)的功能等優(yōu)點，其不足之處是當容量少于10kVA以下，其整機效率不高，一般在85%左右。