實(shí)用ups電源電路圖及電路工作原理分析
UPS即不間斷電源(ups不間斷電源),該裝置可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)停電后,用戶還能再工作一段時(shí)間緊急存盤,不會(huì)因?yàn)橥k姸绊懝ぷ骰蚴箶?shù)據(jù)丟失。當(dāng)市電輸入正常時(shí),ups可將市電穩(wěn)壓后提供給負(fù)載使用,此時(shí)ups(ups穩(wěn)壓電源)被當(dāng)做交流市電穩(wěn)壓器,與此同時(shí)還向機(jī)內(nèi)電池充電。當(dāng)市電中斷時(shí),UPS 便立即將機(jī)內(nèi)電池的電能向負(fù)載繼續(xù)供電,使負(fù)載保持正常工作狀態(tài),并保護(hù)負(fù)載、軟件、硬件不被損壞。UPS 設(shè)備通常對(duì)電壓過大或電壓太低都可以提供保護(hù),本文主要介紹了一種實(shí)用ups電源電路圖及電路工作原理。
在使用ups電源(ups電源的作用)時(shí),我們要留意以下幾個(gè)注意事項(xiàng):
1)UPS的輸出負(fù)載控制在60%左右為最佳,可靠性最高。
2)UPS放電后應(yīng)及時(shí)充電,避免電池因過度自放電而損壞。
3)UPS的使用環(huán)境應(yīng)注意通風(fēng)良好,利于散熱,并保持環(huán)境的清潔。
4)切勿帶感性負(fù)載,如點(diǎn)鈔機(jī)、日光燈、空調(diào)等,以免造成損壞。
5)UPS帶載過輕(如1000VA的UPS帶100VA負(fù)載)有可能造成電池的深度放電,會(huì)降低電池的使用壽命,應(yīng)盡量避免。
6)對(duì)于多數(shù)小型UPS,上班再開UPS,開機(jī)時(shí)要避免帶載啟動(dòng),下班時(shí)應(yīng)關(guān)閉UPS;對(duì)于網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的UPS,由于多數(shù)網(wǎng)絡(luò)是24小時(shí)工作的,所以UPS也必須全天候運(yùn)行。
7)適當(dāng)?shù)姆烹?,有助于電池的激活,如長期不停市電,每隔三個(gè)月應(yīng)人為斷掉市電用UPS帶負(fù)載放電一次,這樣可以延長電池的使用壽命。
一、UPS電源系統(tǒng)組成
UPS電源系統(tǒng)由4部分組成:整流、儲(chǔ)能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器,本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(shí)(該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求),輸出幅度基本不變的整流電壓。
凈化功能由儲(chǔ)能電池來完成,由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流直能的功能外,對(duì)整流器來說就象接了一只大容器電容器,其等效電容量的大小,與儲(chǔ)能電池容量大小成正比。
由于電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾,起到了凈化功能,也稱對(duì)干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成,頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開關(guān),主機(jī)自檢故障后的自動(dòng)旁路開關(guān),檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí),給負(fù)載供電如圖所示,而且,同時(shí)給儲(chǔ)能電池充電;當(dāng)突發(fā)停電時(shí),UPS電源開始工作,由儲(chǔ)能電池供給負(fù)載所需電源,維持正常的生產(chǎn)(如粗黑→所示);當(dāng)由于生產(chǎn)需要,負(fù)載嚴(yán)重過載時(shí),由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電(如虛線所示)。
實(shí)用ups電源電路圖如下圖所示。
電路工作原理:常態(tài)下,市電(220V)通過可調(diào)充電器向蓄電池充電,同時(shí)自啟動(dòng)繼電器K1吸合,R1與VZ1、VZ2對(duì)蓄電池+24V電壓進(jìn)行分壓采樣,采樣電壓Vo通過R2、VD3加到V1基極,使V1處于線性放大狀態(tài),V2、V3深度飽和,直流控制繼電器K吸合,+24V電壓通過K、K1送至逆變器V+端,逆變器工作,輸出220V正弦波電壓,同時(shí)自鎖繼電器K2吸合。
當(dāng)市電斷電時(shí),K1斷開,初時(shí)輸人電壓+24V不變,K繼續(xù)吸合,由于K2的自鎖作用,+24V仍正常送至逆變器。經(jīng)一段時(shí)間后,電池電壓開始下降,Vo跟著下降,V1導(dǎo)通減弱,V2升高;當(dāng)嘰升高至一定值(即蓄電池電壓下降至22V)后,V2退出飽和進(jìn)人線性放大,V3迅速下降;V3通過R7反饋至V1基極,使得V2繼續(xù)升高,形成一個(gè)雪崩過程。
V2、V3迅速截止,K斷開,蓄電池送至逆變器的+24V直流被切斷,逆變器停止工作,同時(shí)K2斷開。逆變器停止工作后,由于蓄電池內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的作用,蓄電池很快恢復(fù)24V電壓,與常態(tài)一樣,V2、V3飽和,K吸合。
但由于此時(shí)K1、K2均斷開,+24V無法到達(dá)逆變器,逆變器不工作,從而保護(hù)了蓄電池。只有當(dāng)市電恢復(fù)正常后,K1吸合,逆變器才能工作,此時(shí)充電器已向蓄電池充電。
調(diào)整R1可在市電斷電時(shí)校準(zhǔn)蓄電池電壓下限保護(hù)起控值,亦同時(shí)調(diào)整市電斷電時(shí)UPS的最長工作時(shí)間。
元器件選擇:充電器選用市售24~12V/50A可調(diào)充電器;逆變器選用功率500V·A、直流工作電壓為24V逆變器;蓄電池選用兩個(gè)12.80A·h鉛蓄電池串接;交流繼電器規(guī)格為220V/10A;直流繼電器規(guī)格為24V/20A。
通過上述小編對(duì)一種使用upd電源電路圖及其工作原理的介紹,相信大家對(duì)ups電源都有了更深的了解吧。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,不間斷電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通訊、國防、醫(yī)院、礦山、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、航天、工業(yè)、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。
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