后备式UPS
台达后备式UPS在市电正常时由市电供电,停电时切换到逆变器,转换时间小于10毫秒,优缺点包括体积小、效率高但转换时间较长等。
后备式台达UPS的工作流程是,市电处于正常状态下时,通过市电逆变转化成控制电路同时输出三种不同的信号,分别为1路信号、2路信号、3路信号,他们分别承担不同的职能。1路信号控制由电磁继电器的部件单双刀抛掷开接通开关给市电供电,而市电直接接受负载流通的电流。2路信号把电流送至“面板显示电路”,指示市电供应的情况;3号路流向逆变器,控制逆变电路〔2〕。后备式UPS的众多优点是高效快速运行、噪音污染小、成本较低,而且在对断电的时间限制较小、小功率设备的部分终端通信设备上的利用率很高。
运行机制与核心原理
后备式UPS(Uninterruptible Power Supply)采用双模式供电架构,通过智能切换实现电力保障。在常规市电供应状态下(220V±15%),系统通过内置稳压滤波模块直接向负载供电,同时通过充电模块对铅酸蓄电池组进行浮充维护(通常保持2.25V/单体)。当检测到市电中断或电压异常(超出175-275V范围),系统将在10ms内完成电力切换,由DC/AC逆变器将48V直流电池组电能转换为220V交流输出。
二、系统架构解析
智能充电模块
采用三阶段充电技术(恒流-恒压-浮充),配备温度补偿功能。典型充电电流为C/10(如100Ah电池组对应10A充电电流),转换效率达92%以上。内置电池健康监测系统,可预警电池老化。
逆变转换系统
搭载高频PWM逆变技术,波形输出包含三种模式:
方波模式(THD≥45%)
修正正弦波(准方波,THD≤15%)
纯正弦波(THD≤3%)
转换效率随负载率变化,50%负载时效率可达88-92%
智能切换装置
采用磁保持继电器,切换时间8-12ms,机械寿命>10^5次。配备零电压检测电路,确保切换过程无电弧放电。
动态稳压系统
集成自动电压调节(AVR)功能,通过多抽头变压器实现±15%电压校正,响应时间<4ms。
三、技术特征分析
优势维度:
• 空间效率比达0.8kVA/U,相比在线式节省40%空间
• 待机功耗<30W(1kVA机型)
• 整机效率>98%(旁路模式)
• MTBF(平均无故障时间)>100,000小时
技术局限:
• 切换盲区:存在2-10ms电力中断
• 波形失真:非正弦波输出可能引发电感负载过热
• 频率耦合:输出频率严格跟随市电(50±0.5Hz)
• 防护等级:缺乏真正的电气隔离
四、典型应用场景
适用领域
• 个人计算设备:台式电脑、工作站(功率<1.5kVA)
• 小型网络设备:路由器、交换机集群(持续供电<30分钟)
• 智能家居系统:安防设备、智能中控(功率密度<500W/m³)
• 医疗设备:Ⅱ类医疗仪器(非生命支持系统)