通信工程师培训UPS发展趋势

1.UPS组成

综上所述，UPS通常由以下7部分组成：输入整流滤波电路、功率因数校正电路、蓄电 池组、充电电路、逆变电路、静态开关电路、控制监测显示及保护电路。

（1）输入整流滤波电路

UPS中，常用的整流电路有单相不可控和可控整流电路、三相不可控和可控整流电路。 滤波器可分为电容输入或电感输入两种。

（2）功率因数校正电路

UPS中，交流市电经整流后都采用大容量电容器进行滤波而且整流电路输出端还并联有 蓄电池。在电容器或蓄电池充电期间将形成脉冲电流。该电流峰值很高，产生高次谐波电流 并导致功率因数下降，功率因数校正电路可使电网输入电流变为与输入电压同相位的正弦波。

（3）蓄电池组

蓄电池组是UPS的心脏。市电正常时，蓄电池充电，将电能转化为化学能并储存起 来。市电中断时，UPS蓄电池中的电量维持逆变器工作。目前中小型UPS中广泛使用阀 控铅酸蓄电池。长延时（4h或8h） UPS中，蓄电池的成本甚至超过主机的成本，正确使 用维护蓄电池组，对延长蓄电池使用寿命关系极大，使用正确，阀控铅酸蓄电池的寿命可 达10年以上。

（4）充电电路

UPS中，一般充电电路都是独立工作的，也就是说，即使不用逆变器，只要将交流电源 接通，充电电路就开始工作。充电过程中，首先采用恒流充电，当蓄电池的电压达到浮充电 压后，即转为恒压充电，直到电池被充足，因此，充电电路一般有两个反馈回路，一个作电 流反馈，另一个作电压反馈。主电路一般采用开关型整流电路，为了缩短充电时间，各种快 速充电电路在UPS中也得到了应用。（5）逆变电路

逆变器的作用是将市电整流后的直流电压或蓄电池电压变换成交流电压。在后备式UPS 中，逆变器输出电压波形一般为准方波；在线式UPS中，逆变器输出电压波形多为正弦脉金 调制波（SPWM），该波形经LC低通滤波器滤波后，可得到标准正弦波。

（6）静态开关电路

静态开关的作用是保护UPS和负载，并实现市电旁路供电和逆变器供电的转换。UPS 过载时，为了保护逆变器，当市电正常时，UPS通过静态开关将输出由逆变器转换到市电？, 逆变器出现故障时，为了保证负载不断电，UPS的输出也通过静态幵关输出切换到市电。由 于UPS内部一般都有同步锁相电路，同时静态开关转换时间较短，因此在转换过程中不会出 现供电间断。小型UPS -般采用快速继电器作为静态开关，大中型UPS则釆用反向并联的 快速晶闸管作静态开关。

（7）控制、监测、显示及保护电路

UPS输出电压的精度、波形失真度以及工作可靠性均与控制电路密切相关。控制电路主 要有SPWM产生电路、闭环调压电路、同步锁相电路等。为了使UPS可靠工作，还应具有 较完善的保护电路，一般的UPS中都有：电池电压过低自动保护电路，逆变器输出过载或短 路自动保护电路，逆变器过压自动保护电路，市电电压过高自动保护电路，UPS延迟启动自 动保护电路等。为了随时掌握和了解工作状态和运行情况，UPS中还设有监测电路、显示电 路及报警电路。

2.UPS发展趋势

（1）智能化

智能化的UPS的硬件部分，是由普通的UPS加上微机而组成的。微机通过对各类信息 的分析综合，完成UPS正常的控制功能，此外还应完成以下功能。

①对UPS实现实时监测，对重要数据进行分析处理，从中判定各部分电路工作是否 正常；

②UPS发生故障时，能根据监测结果及时分析，诊断出故障部位，并给出处理方法；

③在UPS发生故障时，裉据现场需要及时釆取必要的自身应急保护动作，以防故障面 扩大；

④能根据不同电池的要求，对电池进行不同方式的充电；

⑤UPS运行出现异常或？发生故障时，能够实时自动记录有关信息，显示监测的数据， 并形成档案，供工程技术人员查阅；

⑥用程序控制UPS启动或停止，实现无人值守；

⑦可以随时向计算机输入或从联网机获取信息。

（2）高频化

第一代UPS的功率开关为晶闸管，第二代UPS的功率开关为功率晶体管，第三代UPS 的功率开关为功率场效应控器件（MOSFET和IGBT）。功率晶体管开关速度比晶闸管高一个 数量级，场效应晶体管（MOSFET）的开关速度比功率晶体管又高一个数量级。’变换电路频 率的提高，使滤波电感和电容大大减少，UPS效率、动态响应特性和精度大大提高，体积和 噪声和也大大减小。

（3）绿色化

各种用电设备及电源装置产生的谐波电流及滞后电流严重污染电网，随着各种政策法规 的出台，对要求无污染的绿色电源装置的呼声越来越高，UPS电源除加装高效输入滤波器外， 还应在电网输入端采用功率因数校正技术，消除整流滤波电路产生的谐波电流，使UPS的输 入功率因数达到0.98以上。

返回目录：通信工程师综合能力考试现代通信技术

编辑推荐通信工程师考前复习：

通信工程师电源设备使用维护手册多选题汇总

2013年初级通信工程师综合能力考前练习汇总

通信工程师考试综合能力电信职业道德

通信工程师考试综合能力法律法规汇总