双变换式UPS逆变与旁路输出的同步和切 换问题 双变换式uP逆变与旁路输出韵 同步和切换问题 工业和信息化部电信研究院刘亦珩 摘要文中阐述和分析了通信嗣在线式 UPS 在逆变器输出状态和旁路供电状态 的同步问题.以及UPS在逆变器输出状态和旁路供电状态之间的切换方式,通过比较在逆变 器输出状态和 旁路供电状态 的频率.相位和电压幅值是否同步可以分鄹选择不同断切换或者间断切换的方 式来实现两个状态之间的切换由于 UPS 通常要求不同断供电所以应该让逆变和 旁路输出状态 达到同步,在此条件下实现不间断切换, 在通信,金融,交通等诸多领域,uPS 发挥 着重要作用,为设备的正常运行提供不问断电力保 障.然而,在一些特定的情况下,uPS 可能需要将 设备的供电切换到旁路供电.为了保证设备能够 不间断运行,有必要对UPS 供电的状态和切换方法 进行研究. 1UPS 的工作方式与特点 UPS 是一种含有储能装置,以逆变器为主要组 成部分的电源设备.UPS 主要用于为计算机,通 信系统或其它电力电子设备提供不问断的电力供 应,它能够在市电停电时继续为设备供电. UPS 根据工作方式可以分为在线式,互动式 和后备式三类. 在线式UPS 正常工作时,先通过整流器将输 入的交流电转换为直流电,再通过逆变器将直流电 转换为交流电输出向负载供电,同时通过整流器 为电池充电;在市电异常的情况下,电池通过逆变 器向负载供电.在电池放电未终止或者具有备用 电源的情况下,在线式UPSe´t,够保证为负载不间断 供电.工频型在线式UPS 具有输出电压精确,输 人与输出隔离,输出性能优越,能够调节输出频 率,在电池放电终止前能够不间断运行等诸多优 点,但是其电路复杂,价格高且效率较低. 互动式UPS 的逆变器可以双向运行,正常工 作时输入的交流电直接向负载供电,并通过反向运 行的逆变器为电池充电;在市电异常的情况下,电 池通过逆变器向负载供电.互动式UPS 具有成本 低,结构简单,效率高等优点,但它同时具有输入 与输出未隔离,对输入电压变化敏感,不能调整 输出频率等缺点. 后备式UPS 正常工作时输入的交流电直接向 负载供电,并通过整流器(充电器)为电池充电;在 市电异常的情况下,电池通过逆变器向负载供电. 由于后备式UPS 正常工作时电池与充电器连接且 与逆变器断开,市电出现异常时,其电池会需要一 个很短的切换时间来与逆变器连接并与充电器断 开,所以它并不是为负载不问断供电.后备式 UPS 具有成本低,电路简单等优点,但同时也有 输入与输出未隔离,具有切换时间,不能调整频 率等缺点. 现在使用的中大功率UPS 绝大多数都是在线 式UPS,因为它能够为负载提供质量更好的交流 电,并且能够将负载与电网以及电网的谐波有效隔 离.相对与互动式和后备式UPS 而言,在线式UPS 除了成本较高,效率较低外,具有互动式和后备式 UPS 不具备的诸多优点.而通常情况下,互动式和 后备式两种类型只是应用于小功率UPS.本文讨 论的同步和切换问题均是针对在线式UPS. 逆变和旁路输出的同步在线式UPS 的逆变输出是市电通过整流器变 为直流电,再通过逆变器将直流电变为交流电后输 出给负载供电.