ApcUPS电源电路的组成及工作原理

架海梁心

ApcUPS电源官网称：电路组成通常有以下7个部分：输入整流滤波电路，功率因数校正电路、蓄电池、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，它们各自有着不同的作用。
- T" x! I  e, t* X* Z    在线式UPS是由整流滤波电路、逆变器、输出变压器及滤波器、静态开关、充电电路、蓄电池组和控制监测、显示告警及保护电路组成，它的输出电压波形通常为标准正弦波。
    市电正常时，输入电压经整流滤波电路后，给逆变器供电，逆变器输出再经过输出变压器和输出滤波电路后将SPWM波形变换成标准正弦波。同时，整流电压经充电器给蓄电池补充能量。在这种工作状态下，市电经整流滤波器、逆变器及静态开关给负载供电，并由逆变器完成稳压和频率跟踪功能。
7 @( w/ m" w+ L5 j4 l    当市电出现故障时，UPS工作在后备状态，此时，逆变器将蓄电池的电压转换成交流电压，并通过静态开关输出到负载。
( V+ W/ a9 R* C, r& {    市电正常但逆变器出现故障时，UPS工作在旁路状态。静态开关切换到市电端，由市电直接给负载供电。如果静态开关的转换因逆变器故障引起，UPS将发出告警信号；如果因过载引起静态开关转换，过载消失后，静态开关将重新切换到逆变器端。
' \3 d( P' U3 }/ X    控制监测、显示、告警及保护电路提供逆变、充电、静态开关转换所需的控制信号，并显示出各自的工作状态。UPS电源出现过压、过流、短路、过热时，及时告警并同时提供相应保护。
7 S( [( Y5 J' e) w+ T    后备式ups与在线式USP的差别主要为：没有输入整流滤波电路；逆变器只有蓄电池供电；市电正常时，逆变器不工作；输出没有滤波器，输出电压波形一般为方波。市电正常时输出变压器起交流稳压器的作用。
    （1）市电正常时，USP工作于市电旁路状态，转换开关切换到市电输入端，输入市电经转换开关接到输出变压器，然后给负载供电。市电变化时，通过继电器改变变压器的接点，可稳定输出电压。
    （2）市电出现故障（中断、电压过高或过低）时，UPS工作于后备状态。当检测控制电路检测到市电故障后，启动逆变器并将转换开关切换至逆变器端，由蓄电池经逆变器给负载供电，逆变器输出波形为方波。负载变化时，逆变器通过改变输出方波的宽度实现稳压。
& l" H8 g3 E, m. q4 d4 d# v    在后备式UPS中，市电正常时逆变器不工作，只有市电出现故障时，逆变器才启动。由于作为转换开关的继电器需要一定的动作过程，所以由为市电供电到为逆变器供电或由为逆变器供电到为市电供电都有一段转换时间，一般为3-10MS。另外，后备式UPS是通过调节变压器的变化来实现稳压的，所以输出电压稳定度也比在线式USP低。

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