在线互动式 UPS 电源的工作原理如下: 在线互动式 UPS 由电源接口、逆变器、UPS 开关和蓄电池等组成。其中,电源接口模块包含市电与负载接口的相关设备,比如无源滤波器、带抽头的变压器或自动电压调节器(AVR)等。其作用是接通和隔离交流输入电源,对输入电源滤波以抑制电压尖峰等干扰,并进行适当的电压调节以稳定输出电压。而逆变器是具有双向变换功能的变换器。 在市电正常时,市电交流输入电源与 UPS 逆变器并联,为负载提供稳定的电源。电源接口模块中的滤波器滤除市电电源的电压尖峰,然后根据市电输入电压的变动情况,通过改变变压器的抽头对市电电压进行调节,使 UPS 在市电输入电压有较大范围变化(例如−30%~+15%)时,可保证其输出维持在较小的变化范围内(例如−10%~+5%),因而不需要转换到蓄电池供电方式仍能满足负载要求。与此同时,逆变器将一部分输入功率供给蓄电池充电,UPS 的输出频率取决于市电输入频率。 当市电输入电压超出 UPS 预定的容限时,UPS 转入储能方式,逆变器从蓄电池取得直流电源,并逆变为交流电,维持负载的不间断供电。此时,电源接口中的交流电源输入开关断开市电输入电源,以防止从逆变器向市电电源反馈。UPS 逆变器在储能方式下可运行的时间为蓄电池的储能时间间隔,或者运行到市电电源恢复,再转换到正常工作方式。 当市电中断时,负载完全由蓄电池提供能量,经逆变器变换后供电。这个双向逆变器既可以当作逆变器使用,将蓄电池的直流电逆变为交流电;又可以作为充电器,在市电正常时将市电交流电变换为直流电给蓄电池充电和浮充电。 相较于后备式 UPS,在线互动式 UPS 在市电出现问题时的切换速度更快,减少了设备因短暂停电而出现故障的风险。但与在线式 UPS 相比,其对市电干扰的处理能力稍弱,在市电质量较差的环境中,可能会对连接设备产生一定影响。 一些在线互动式 UPS 还可以加上旁路电路,当 UPS 设备故障、负载电流瞬变(有浪涌或故障电流)时,可通过转换开关接通旁路电源,以改善负载供电的连续性。 其特点包括:电路相对简单,成本较低;具有一定的软件功能,可以方便地进行远程控制和智能化管理;效率较高,可达95%以上;过载能力强,在市电供电时,过载能力可达200%等。这种 UPS 电源适合用于服务器和小型机等对电力供应有一定要求的场景。
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