在線雙變換UPS電源系統(tǒng)主要有幾種架構(gòu)

來源：存能電氣  日期：2019-10-31 16:05  瀏覽量：次

　　在線雙變換UPS電源系統(tǒng)主要有幾種架構(gòu)?UPS有三種類型，既被動(dòng)后備式、在線互動(dòng)式和雙轉(zhuǎn)換在線式，每種類型的UPS的工作原理是不一樣的。無旁路的雙變換UPS電源電路結(jié)構(gòu)，由整流器/充電機(jī)、逆變器、蓄電池充電機(jī)（選件）、蓄電池開關(guān)等組成。那么在線雙變換UPS系統(tǒng)主要有幾種架構(gòu)呢?

　　在線雙變換UPS電源系統(tǒng)主要有幾種架構(gòu)?

　　雙轉(zhuǎn)換在線式UPS系統(tǒng)是先將市電變換成直流，一邊給電池進(jìn)行充電，一邊供給下一級(jí)的逆變器，逆變器再將整流器或電池的直流變換成交流供給負(fù)載，這類UPS轉(zhuǎn)換到電池供電的時(shí)間為0，且可以消除市電中的各種騷擾，主要用于大功率的UPS和非常重要的負(fù)載，市場(chǎng)上的3kVA以上的UPS基本上都是這種類型的UPS。

　　●相控整流+交流升壓變壓器

　　物理架構(gòu)為固定功率一體機(jī)，塔式安裝。由可控硅整流器、IGBT逆變器以及交流升壓變壓器組成，也就是我們談到的工頻機(jī)。UPS體積大、重量沉。效率低，輸入的性能參數(shù)也不理想。

　　●PWM整流+DC直流升壓

　　物理架構(gòu)為固定功率一體機(jī)，模塊化、類模塊化、機(jī)架式或者塔式安裝。由IGBT整流器、IGBT直流升壓、IGBT逆變器以及可選配的1:1變壓器組成，也就是通常意義上的高頻機(jī)。UPS電源體積小、重量輕。輸入輸出性能參數(shù)良好，效率較高。

　　為了提高系統(tǒng)的可靠性，雙變換在線式UPS一般增加了自動(dòng)旁路電路。小功率采用繼電器轉(zhuǎn)換便能滿足要求，而大功率一般為采用可控硅（SCR）方式的靜態(tài)開關(guān)。絕大多數(shù)在線式UPS都采用雙變換電路結(jié)構(gòu)。

　　在線雙變換式UPS電源系統(tǒng)可以為負(fù)載提供很完美的保護(hù)，可以濾除電網(wǎng)中基本所有的干擾和諧波，缺點(diǎn)是架構(gòu)復(fù)雜，一般成本較高。幾個(gè)架構(gòu)對(duì)比來說可靠性最高，目前80%UPS均采用該架構(gòu)，輸出為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，主要對(duì)IT負(fù)載或其它行業(yè)重要負(fù)載提供保護(hù)。

　　雙變換在線式UPS的結(jié)構(gòu)

　　1)變換器:

　　該變換器為AC/DC單向變換。當(dāng)市電存在時(shí)，它完成對(duì)蓄電池的充電，并通過變換器2向負(fù)載供電。該變換器多為不可控整流或可控整流電路。

　　2)變換器:

　　該變換器為DC/AC單向逆變。當(dāng)市電存在時(shí)，它由變換器l獲得直流電能后再轉(zhuǎn)換為交流后輸出至負(fù)載，并保證向負(fù)載提供高質(zhì)量的交流電源;當(dāng)市電中斷時(shí)，由蓄電池通過變換器2向負(fù)載供電。

　　3)旁路開關(guān):平時(shí)處在斷開狀態(tài)，當(dāng)變換電路發(fā)生故障、負(fù)載有沖擊性(例如啟動(dòng)負(fù)載時(shí))或發(fā)生過載故障時(shí)，變換器停止輸出，旁路開關(guān)接通，由電網(wǎng)直接向負(fù)載供電，旁路開關(guān)多為智能型的功率容量很強(qiáng)的無觸點(diǎn)開關(guān)。

　　UPS供電方式的發(fā)展趨勢(shì)

　　1、產(chǎn)品效率越來越高，就UPS來說，目前主流產(chǎn)品效率已高達(dá)95%，未來可以提升的空間已經(jīng)非常有限；

　　2、從關(guān)注產(chǎn)品到關(guān)注方案。迫于低成本、高效率等方面的壓力，越來越多的用戶會(huì)嘗試更加高效的供電架構(gòu)而非僅僅關(guān)注產(chǎn)品本身；

　　3、新技術(shù)帶來系統(tǒng)可用性的提升，同時(shí)對(duì)硬件可靠性的要求逐漸降低；

　　4、在效率提升有限的情況下，其他特性如智能特性、適用性（與其他方案的融合能力）將更加突出。

　　總體來看，越來越多的用戶會(huì)要求設(shè)備UPS電源廠家具備提供綜合解決方案的能力，目前大多數(shù)的UPS、HVDC等供電產(chǎn)品廠家都開始推廣微模塊等整體解決方案，而未來技術(shù)的發(fā)展可能還會(huì)推動(dòng)這種融合向供電鏈路的上下游推進(jìn)。

　　總結(jié)：UPS系統(tǒng)作為目前應(yīng)用最成熟的不間斷電源產(chǎn)品在各行各業(yè)都有廣泛應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)中心來說，目前的主流產(chǎn)品是在線雙變換UPS系統(tǒng)。系統(tǒng)采用在線式UPS雙變換拓譜架構(gòu)設(shè)計(jì),完全消除了電網(wǎng)的各種干擾;AC/DC輸入設(shè)有諧波抑制器,消除了UPS對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。