关于UPS电源的知识详解通信电子监控_通信电子-电子设计.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 关于 UPS电源的知识详解 UPS即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或电子设备等提供稳定、不间断的供电。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断时，UPS 立即将电池的直流电能通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应 220V 交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。学习必备 欢迎下载 一、确定功率段 简而言之，

2、首先就是要确认我们希望 UPS带载的设备的功率，然后就可以确认好 UPS的功率。一般来说，我们建议负载功率占到 UPS功率的 30%80%。如果负载太大的话，如同时启动时可能会造成 UPS电源过载，负载太小时，不但造成了浪费，对电池的性能来说也不好。二、UPS工作方式 目前市场上多见的工作方式有后备式、在线互动式、在线双变换(线纯在线)这三种，具体如下：(1)后备式的 UPS，不带稳压，市电与电池转换时有转换时间，一般用于个人电脑保护，或对 UPS电源性能要求不高的情况下使用，此类型变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市

3、电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方式有后备式在线互动式在线双变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功率段一般较小在线互学习必备 欢迎下载 的 UPS功率段一般较小。(2)在线互动式，不带稳压，市电与电池转换时有转换时间，但有

4、调压功能，一般用于配线间或微型机房，保护服务器及网络设备等，此类型的 UPS功率段一般在 5KVA以下。(3)在线双变换 UPS，市电与电池转换时无转换时间，无切换时间一般也是用于保护服务器或网络设备以及机房里的其他设备，此类型的UPS 功率段从小到大都有，跨度比较大 1KVA1000KVA，目前市场上较为多见。上面几种 UPS电源的性能从高到低依次为：在线双变换、在线互动式、后备式。价格一般与性能成正比。那是不是我们一定要选择贵的 UPS 呢?答案是否定的。我们要选择适合自己的 UPS，如果是给个人电脑用，那么选择后备式的 UPS就可以，如果是给服务器用，则应该在在线互动式与在线双变换中来选

5、择，选择可以按以下条件来进行：1、设备要求 看设备是否需要很高精度的供电，可查看负载设备的铭牌上的标识或询问设备厂家。如需高精度的供电，则需要选择在线双变换的UPS。其次是看负载类型，有的负载是不允许供电有闪断，如：继电器类的设备或开关信号的设备，若为这种类型的设备配备在线互动式的 UPS，那么就有可能在 UPS市电与电池切换时，负载有断电或误动变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能

6、提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方式有后备式在线互动式在线双变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功率段一般较小在线互学习必备 欢迎下载 作，因此对于这类的设备应该选择在线双变换 UPS。如果设备没有以上两个要求，则可以继续下面步骤。2、当地电网 如果当地电网质量相对较好，也就是说平时电压波动较小，这个时候就可以考虑选择在线互动式的 UPS。但是如果当地电网质量

7、较差，电压波动较大，那么建议使用在线双变换的 UPS，这是由于这类型的 UPS对市电的适应能力要好于在线互动式。3、UPS转电池后续航时间 如果要求较长时间延时，可以考虑选择标长两用的机器或买不带内置电池的UPS，这两种UPS电源都可以外配原装电池或第三方电池，以达到较长时间延时的目的。4、安装方式 一般来说，UPS电源有两种安装方式，一种是塔式安装，一种是机架式安装，可根据机房环境或现场环境来选择，而且还需要注意，不是所有的 UPS电源都同时支持这两种安装方式，大多数情况下，机架式的 UPS 也可以做塔式安装，但塔式的 UPS 不一定能做机架式安装，因为塔式的 UPS 可能没办法安装导轨。因

8、此，确认好 UPS 功率段及工作方式后一定要确认一下 UPS电源是否可以满足安装要求。三、UPS不同种类电池的优点和缺点 一：UPS常用电池的种类，影响电池寿命的因素，不同种类电池的优变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方

9、式有后备式在线互动式在线双变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功率段一般较小在线互学习必备 欢迎下载 点和缺点：在 UPS应用中的电池共有三种：包括开放型液体铅酸电池，免维护电池，镍铬电池。UPS厂家所配的电池一般为免维护电池，下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点：1：开放型液体铅酸电池：此类电池按结构可分为 8-10年，15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体，此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间，且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。此电池充电后不能运输，因而必须在现

10、场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为 2V，初充电电压为 2.6-2.7v。2：免维护电池：又名阀控式密封铅酸蓄电池，在使用和维护中需遵循下列原则：a：密封电池可允许的运行范围为 15 度-50度，但 5 度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下 15 度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在 20 度到 25 度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。b：电池寿命和温度的关系可参考如下规则，温度超过摄氏 25 度后，每高 8.3 度电池寿命将减一半。c：免维护电池的设计浮充电压为 2.3V/节。12V的电池为 13

11、.8V。CSB公司建议每节 2.25-2.3V。在 120 节电池串联的情况下，温度高于摄氏 25 度后，温度每升高一度浮充电压应下调 3MV。同样温度每升高变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方式有后备式在线互动式在线双

12、变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功率段一般较小在线互学习必备 欢迎下载 一度为避免充电不足电压应上调 3MV。放电终止电压在满负荷(30分钟)情况下为 1.67V每节。在低放电率情况下(小电流长时间放电)要升高至 1.7V-1.8V每节，APCSYMMETRA 可根据负载量调节充电电压。d:放电结束后电池若在 72 小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电，而损坏电池。e：电池在浮充或均充时，电池内部产生的气体在负极板电解成水，从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀

13、将减低电池容量。f：电池隔板寿命在环境温度为 30-40度时仅为 5-6个月。长时间存放的电池每 6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥凉爽的环境。在20 度的环境下免维护电池的自放电率为 3-4%每个月，并随温度变化。g：免维护电池都配有安全阀，当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。h：电池的周期寿命(充放电次数寿命)取决于放电率，放电深度，和恢复性充电的方式，其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时，放电深度越浅，电池周期寿命越长。免维护电池在 25度 100%深放电情况下周期寿命约为 200次。i：电池在到达寿命时表现为容量衰减

14、，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路电压降低。j：IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量 AH的 80%。标称容量变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方式有后备式在线互动式在线双变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳

15、压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功率段一般较小在线互学习必备 欢迎下载 和实际后备时间非线性关系，容量减低 20%相应后备时间会减低很多。一些 UPS 厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。四、如何计算 UPS所配电池的数量 4.1、蓄电池计算方法：例如一台 40KVAUPS,直流电压为 384V，每组为 12V电池 32 节，如果后备时间要求 2 小时，则计算电池的容量为：40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH 所以选择 3 组 100AH电池，共 96 节。电池组的电流为 40KVA/

16、384V=104A，所以电池连线选择 50mm2 电缆。电池总数=(功率/直流电压*小时)/每块安时*每组块数 其中功率为 UPS 的功率，直流电压为 UPS 电池供电所要求的电压，不同功率的 UPS直流电压不同，每组块数为所要求电池的最小块数，一般配置电池时，必须为每组块数的整数倍，常见的 UPS直流电压和每组块数如下(电池每块以 12V为计算依据)：举例来说，配置一台 5K8 小时延时的 UPS，其功率为 5000，直流电压为 96V，每组电池 8 块，配置 100AH 电池，其所需电池总数为：(5000/96*8)/100*8=32 块 UPS是不间断电源系统的简称。作用是提供不间断的稳

17、定可靠的交流变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方式有后备式在线互动式在线双变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功

18、率段一般较小在线互学习必备 欢迎下载 电源，在市电中断(停电)时 UPS之所以能不间断的供电。是有蓄电池储能的结果。所能供电时间的长短由蓄电池的容量大小决定。现将4.2、UPS蓄电池配置的计算方法介绍如下：A、下列因素影响备用时间：1、负载总功率 P 总(W)，考虑到 UPS的功率因数，在计算时可直接以P 总的伏安(VA)为单位来 2、V低是蓄电池放电后的终止电压(V)，2V电池 V低=1.7V;12V电池 V低=10.2V 3、V浮是蓄电池的浮充电压(V)，2V电池V浮=2.3V;12V电池V浮=13.8V 4、Kh 为电池容量换算系数(Ct/C10)，10Hr 放电率为 1，5Hr 放电率

19、0.9，3Hr放电率为 0.75，1Hr放电率为 0.6 5、I为电池工作电流(A)，T为连续放电时间(H)，V为 UPS外接电池的直流供电电压(V)B、计算方法 1、12V单体电池的数量 N：N=V122V单体电池的数量为 6N 2、电池工作电流 I：I=P总V 3、实际电池容量 C：C=I TKh 例如：功率为 1KVA的电源备用时间 4 小时，选择科士达 UPS的型号为 HP9101H，V=36V，则 变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向

20、机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方式有后备式在线互动式在线双变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功率段一般较小在线互学习必备 欢迎下载 N=36V12V=3节 I=1000VA 36V=28A C=24A4H0.9=124AH 电池的配量可选用 100AH一组 3 节，或 65AH二组 6 节，选

21、用的结果有偏离，这要看需求和成本的考虑。注：12V蓄电池常用容量规格为 7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah等。变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备主要用于给单台计算机计算机网络系统或电子设备等提供稳定不间断的供电当市电输入正常时将市电稳压后供应给负载使用此时的就是一台交流式电稳压器同时它还向机内电池充电当负载软硬件不受损坏设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护学习必备欢迎下载一确定功率段简而言之首先就是要确认我们希望带载的设备的功率然后就可以确认好的功率一般来说我们建议负载功率占到功率的如果负载太大的多见的工作方式有后备式在线互动式在线双变换线纯在线这三种具体如下后备式的不带稳压市电与电池转换时有转换时间一般用于个人电脑保护或对电源性能要求不高的情况下使用此类型学习必备欢迎下载的功率段一般较小在线互