各種UPS類型的定義及實際應(yīng)用分析

    在后備式-鐵磁共振設(shè)計方案中，逆變器處于后備式模式，當輸入電源出現(xiàn)故障且轉(zhuǎn)換開關(guān)打開時，逆變器才 被激活。這種變壓器具有特殊的“鐵磁共振”功能，它能夠提供有限的電壓調(diào)節(jié)和輸出波形“修整”功能。鐵磁共振變壓器提供的對交流電源瞬態(tài)過電壓的保護與任何濾波器一樣，甚至更好。但鐵磁共振變壓器本身會產(chǎn)生嚴重的輸出電壓失真和瞬態(tài)過電壓，這可能造成比交流電源連接不當更嚴重的后果。即使這種UPS被設(shè)計為后備式UPS，鐵磁共振變壓器也會由于其本身的低效率而產(chǎn)生大量的熱量。另外，這些變壓器比常規(guī)的隔離變壓器體積大，因此后備式-鐵磁共振UPS通常非常龐大和笨重。

    雖然該類設(shè)備具有轉(zhuǎn)換開關(guān)，逆變器在后備式模式下運作，并且在交流電源出現(xiàn)故障時表現(xiàn)出了轉(zhuǎn)換特征，后備式-鐵磁共振  UPS  系統(tǒng)常被視為在線裝置。圖3說明了后備式-鐵磁共振拓撲結(jié)構(gòu)。

    高可靠性和極好的線路濾波功能是這種設(shè)計的優(yōu)勢。但是，這種設(shè)計的效率非常低，而且與某些發(fā)電機和新型的功率因數(shù)校正計算機一起使用時，還存在不穩(wěn)定的問題，因此導致這種設(shè)計的普及性大大降低。

    后備式-鐵磁共振UPS系統(tǒng)不再普遍使用的主要原因是在承載現(xiàn)代計算機電源負載時，這種系統(tǒng)可能根本不穩(wěn)定。所有大型服務(wù)器和路由器均使用“功率因數(shù)校正”電源，這類電源從市電中只獲取正弦電流（非常類似 于白熾燈泡）。獲取這種平穩(wěn)電流是通過電容器（“獲得”適用電壓的設(shè)備）實現(xiàn)的，鐵磁共振  UPS  系統(tǒng) 采用大量的變壓器，這些變壓器具有感應(yīng)特性，即電流“滯后于”電壓。這兩種裝置組合起來就形成了“儲能”電路。儲能電路中的共振可能會產(chǎn)生高電流，而這種電流會危及所連接的負載的安全。

    雙轉(zhuǎn)換在線式  UPS

    這是 10kVA  以上功率范圍的電源最常用的UPS類型。在圖4 所示的雙轉(zhuǎn)換在線式UPS  的結(jié)構(gòu)圖中，除了主電源路徑是逆變器（而非交流主電源）外，其余與后備式設(shè)計相同。

    在雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計中，輸入交流電發(fā)生故障并不會激活轉(zhuǎn)換開關(guān)，因為輸入交流電一直在給備用電池充電，而由備用電池向輸出逆變器供電。所以，在輸入交流電源出現(xiàn)故障時，無需時間進行在線運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在這一設(shè)計中，電池充電器和逆變器將轉(zhuǎn)換全部的負載功率，并由于產(chǎn)生了更多的熱量而導致效率降低。

    這種  UPS  提供了非常理想的供電輸出性能。這一設(shè)計的可靠性高于其他設(shè)計，但功率部件的持續(xù)耗損降低了這種可靠性，而且在UPS的整個生命周期成本中，由于電源效率低下而消耗的電能占據(jù)了很大一部分。此外，大型電池充電器獲得的輸入電源通常是非線性的,可能對建筑供電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾或?qū)е聜溆冒l(fā)電機發(fā)生故障。■