| 摘要：文中叙述了UPS按输入或输出电压种类分有：交流、直流、交流-直流三种，特殊用途的应强调其特征和制约条件。谈到UPS的发展，诸如采用直流输出供电给负载或取消逆变器等做法都存在很多需要解决的问题。 |
1UPS电压种类和发展动向
1.1传统的UPS
一谈到“UPS”,人们通常想到的就是交流不间断供电系统(ACUPS)。由于交流市电供电的普遍性及其不可靠因素的存在,实现交流不间断供电的目的,就是UPS诞生的初衷。
UPS中的“S”原是System(系统)的字头,意味着要用一些功能比较单一的设备组成一个系统,以实现不间断供电的基本功能。随着技术的发展,单一“设备”就包含了UPS“系统”的完整功能。因而UPS也称为不间断“电源”,那么UPS中的“S”,便理解成为“设备”(Supply)。由于UPS电路设计的进步和发展,新型高效率、高性能的UPS得以开发和应用。
1.2隐含的UPS
通信电源中的直流供电系统和电力操作用的直流供电系统,都有极高的不间断供电要求,是隐含的直流不间断供电系统(DCUPS)。
这两种系统采用了专业名称(通信、电力)来明确所对应的技术要求:如电压范围、杂音电压等;其组成系统的设备名称:如整流器、配电屏、组合电源等。使专业用途更为明确。
自从城市有电话局以来,就有了通信电源的直流供电系统。采用48V作为标称电压,20、50、100、200A的高频开关整流器(模块)能并联组成3000A,甚至到10000A的系统(功率在600kW以下),其并联、均流、冗余、热插拔、计算机监控技术成熟、可靠。
直流供电系统的优点是:高度可靠、*小、并联运行容易(只需均流)、能组成功率范围宽广的系统。这就是重要负载采用直流供电和逐渐扩展其应用专业范围的主要原因。此外,通信局站必须要有48V直流电压作为通信信号传输之用。
通信电源形成和发展的有利条件:专业性强、非通信设备不容许接入、电话局专用程控交换机(大型计算机)及其他通信用设备与通信电源有统一的标准,作对口设计。
1.3给计算机类负载供电的UPS在电压种类上的突破
在计算机高度集中的重要单位(如新闻机构等),实现更高的可靠性、更小的*是非常必要的,将来采用直流供电系统,达到高性能、高可靠,这是一种理想。见参考文献[2]～[5]。
改变电压种类,实际上是在采用一种新的供电系统。为了防止与交流系统相混淆,消除危险,要强调不容许任何不符合新系统的负载接入;必须在UPS的名称前边强调其电压种类。这种新系统有其公用性,将来还要经管理机构的认可。
新提出的用于计算机类负载的按电压分类的UPS有两类,其名称必须加以区分:
(1)直流不间断供电系统(DCUPS):市电(或备用交流电)供电或蓄电池供电时,UPS都输出直流电压。
其电压种类与通信、电力的直流系统相同,但电压额定值不同,用途不同。是直流系统应用范围的扩展。
(2)交流-直流不间断供电系统(AC-DCUPS):这种UPS在市电(或备用交流电)供电时,输出交流电压;而在蓄电池供电时,输出直流电压。
其特点是在同一组输出电压的端口上,按不定期的“时间分割”,输出交流或直流。这是一种新的、特定的交直流两用供电系统。
2DCUPS与AC-DCUPS的负载
2.1负载设备的容许输入电压
(1)电压种类相适应
DCUPS的负载有两类:一类是直流负载,另一类是交直流两用负载;
而AC-DCUPS的负载是容许交-直流两种电源输入的。
(2)电压额定值相适应
直流输出时的电压必须与实际负载的输入电路相适应。例如:负载的输入电路中没有输入变压器的整流器负载,其输出电压略小于市电电压的峰值(如:300V),当前台式计算机(无输入功率因数校正的)就是如此,AC-DCUPS直流输出时也应在这个电压容许变化范围之内。
若负载的输入电路是其他电路,则要重新分析,否则难以保证不出现严重事故。
2.2要提高判别的严格性、科学性及合理性
直流供电系统本身具有上述高度可靠等优点,但目前还没有专门用于新供电系统的负载,只能借用原有的对应于交流供电系统而设计制造的负载种类,这就很难保证其严格性、科学性及合理性。
计算机、外设和常用电器能否用于直流系统，要从电路原理、器件的运行状态及最高环境温度下的运行可靠性等方面作判别、分析和试验。例如:
(1)普通的个人计算机:从电路原理上来讲可以用直流供电,但是从电路器件的工作状态和选用来看,唯一影响的是输入整流桥,用在交流输入时,正半周和负半周分别由两组二极管(轮流)导电,每组二极管通过的平均电流为整流桥输出电流的1/2,四个二极管的发热是均匀的;而用在直流输入时,不再是轮流导电,导电的二极管通过的平均电流为整流桥输出电流的全部,正向功率损耗加倍,PN结的温升增加，这是必须要重视的。
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