DELTA变换UPS是互动非双变换在线UPS(下)
下面详细说明各种UPS的技术与性能：
I. 后备式UPS电源
一种价格低廉，仅能满足一般客户要求的普及型UPS电源。
由于性能的限制，出于市场的考虑，容量一般只有0.5－2KVA左右。
如GB、IEC、EN等标准所言，后备式UPS电源的功率变换主回路的构成比较简单，主要由滤波电路和电池充电与逆变电路组成，滤波电路可对市电中的干扰起到一定的抑制作用。市电正常时，UPS一方面通过滤波电路向用电设备供电，另一方面通过充电回路给后备电池充电。当电池充满时，充电回路停止工作，在这种情况下，UPS的逆变电路不工作。当市电发生故障，逆变电路开始工作，后备电池放电，在一定时间内维持UPS的输出。可见UPS存在一个从市电供电到电池供电的转换过程，这种转换一般是通过继电器来实现，因此会有转换时间，切换期间UPS的输出会出现瞬间掉电的现象。不过转换时间很短，一般小于15ms，并不会影响到普通计算机的正常工作，但对于服务器等高端设备来说，后备式UPS的供电质量是远远不够的。出于成本考虑，后备式UPS电源工作在逆变状态时输出电压波形失真比较大，普通后备式UPS输出波形是方波或梯形波，部分高档产品的可以实现准正弦波输出。后备式UPS电源由于在市电供电时不使用变换器，因此具有很高的效率，这一点是显而易见的。
后备式UPS框图
II. 在线互动式UPS，即为标准的互动UPS
部分厂家称为准在线式UPS电源（标准强调为避免呼啸，禁止使用“在线”术语），市电供电在一定范围内时，UPS认为电网基本正常，交流电通过工频变压器直接输送给负载；当市电超出上述范围，但在150－276V之间时，UPS通过逻辑控制，驱动继电器动作，使工频变压器抽头升压或降压，然后向负载供电。若市电低于150V或高于276V，UPS将启动逆变器工作，由电池逆变向负载供电。在市电在150－276V之间时，身兼充电器/逆变器的变换器同时还给电池充电，处于热备份状态，一旦市电异常，马上就转换为逆变状态，为负载供电。
互动式UPS与后备式UPS的区别是，变换器时刻处于热备份状态，市电/逆变切换时间比后备式要短。相对在线式UPS而言，它的电路实现简单，带来的是生产成本的降低和可靠性的提高，另一方面这类产品在市电供电时也不存在AC/DC、DC/AC的转换，使整机效率有所提高。但是，在电网电压正常时，由于它是直接通过工频变压器供电给负载，所以负载使用的同样是充斥着谐波和尖峰的交流电，不利于高端设备的使用，市电逆变切换时，也存在切换时间。
互动式UPS原理图
III. 在线式双变换UPS，即标准所定义的双变换UPS（Double Conversion）
这种UPS采用双变换模式。市电正常供电时，交流输入经AC/DC变换转换成直流，一方面给蓄电池充电，另一方面给逆变器供电，逆变器自始至终都处于工作状态，将直流电压经DC/AC逆变成交流电压给用电设备供电。
在线式UPS具有极其优越的电气特性：由于采用了AC/DC、DC/AC双变换设计，可完全消除来自于市电电网的任何电压波动、波形畸变、频率波动及干扰产生的任何影响。UPS逆变器向负载提供毫无干扰的高质量的纯洁正弦波电源；
在线式UPS原理图
IV. Delta UPS，最早由Silcon公司引入UPS，并持有专利，后被美国APC收购。
国内部分学者称Delta UPS为第五代最新UPS，实际上是没有认识到其根本的工作机理。下图为厂家公开的技术框图：
图：公开发表的Delta UPS原理图
厂家技术文件表明：正常工作时，负载所获电源中85%的电源是直接取自于市电电网（图中红线），15%以下的电源才是由“Delta 变换器”所提供。
从原理图和技术说明中，专业学者不难看出：Delta UPS的核心工作机理是串联的交流稳压与补偿技术。早在20世纪50年代，这种技术就广泛使用在电力系统等工业中，并成为教科书上的经典电路。
所以，从工作机理和GB/IEC/EN的标准定义中来看，这种Delta UPS实际上就是互动UPS：
互动UPS的特征在于：
（1）逆变器或者电源接口的操作是为了调节输出电压和/或给蓄电池充电。
（2）UPS输出频率取决于交流输入频率。
对于特征（1），Delta UPS的Delta变换器符合调节的特征，其仅提供15%的能量给负载。
对于互动UPS的特征（2），Delta UPS也完全符合：在Delta UPS正常工作状态下，输出频率完全取决于输入频率，如果输入频率跳变（比如发电机输入下，频率从50.5Hz跳变到45Hz），则输出频率也跳变。
Delta UPS作为一种互动式UPS，相当于一台串联调控型的交流稳压电源，它的主要功能是对市电进行稳压处理，将原来不稳定普通市电电源变成电压稳压精度为380V+/-1%的交流稳压电源。当市电超出工作范围，电池逆变输出，为负载提供电力供应。
但是，互动式UPS对于来自市电网的频率波动、电压谐波失真和传导干扰等无实质性改善。其控制原理与教科书中利用“伺服电机”来调节碳刷的位置来进行“电压补偿”的“全自动补偿方式”交流稳压电源的控制原理没有实质性的变化。改进是采用高频脉宽调制技术和利用双向能量传递特性的“四象限”变换器（Detla变换器和主输出变换器）来取代于产生机械磨损的伺服电机和碳刷调节系统。这就是为什么这种UPS的输入功率因数/整机效率等指标非常优异的原因。（全文完）
I. 后备式UPS电源
一种价格低廉，仅能满足一般客户要求的普及型UPS电源。
由于性能的限制，出于市场的考虑，容量一般只有0.5－2KVA左右。
如GB、IEC、EN等标准所言，后备式UPS电源的功率变换主回路的构成比较简单，主要由滤波电路和电池充电与逆变电路组成，滤波电路可对市电中的干扰起到一定的抑制作用。市电正常时，UPS一方面通过滤波电路向用电设备供电，另一方面通过充电回路给后备电池充电。当电池充满时，充电回路停止工作，在这种情况下，UPS的逆变电路不工作。当市电发生故障，逆变电路开始工作，后备电池放电，在一定时间内维持UPS的输出。可见UPS存在一个从市电供电到电池供电的转换过程，这种转换一般是通过继电器来实现，因此会有转换时间，切换期间UPS的输出会出现瞬间掉电的现象。不过转换时间很短，一般小于15ms，并不会影响到普通计算机的正常工作，但对于服务器等高端设备来说，后备式UPS的供电质量是远远不够的。出于成本考虑，后备式UPS电源工作在逆变状态时输出电压波形失真比较大，普通后备式UPS输出波形是方波或梯形波，部分高档产品的可以实现准正弦波输出。后备式UPS电源由于在市电供电时不使用变换器，因此具有很高的效率，这一点是显而易见的。
后备式UPS框图
II. 在线互动式UPS，即为标准的互动UPS
部分厂家称为准在线式UPS电源（标准强调为避免呼啸，禁止使用“在线”术语），市电供电在一定范围内时，UPS认为电网基本正常，交流电通过工频变压器直接输送给负载；当市电超出上述范围，但在150－276V之间时，UPS通过逻辑控制，驱动继电器动作，使工频变压器抽头升压或降压，然后向负载供电。若市电低于150V或高于276V，UPS将启动逆变器工作，由电池逆变向负载供电。在市电在150－276V之间时，身兼充电器/逆变器的变换器同时还给电池充电，处于热备份状态，一旦市电异常，马上就转换为逆变状态，为负载供电。
互动式UPS与后备式UPS的区别是，变换器时刻处于热备份状态，市电/逆变切换时间比后备式要短。相对在线式UPS而言，它的电路实现简单，带来的是生产成本的降低和可靠性的提高，另一方面这类产品在市电供电时也不存在AC/DC、DC/AC的转换，使整机效率有所提高。但是，在电网电压正常时，由于它是直接通过工频变压器供电给负载，所以负载使用的同样是充斥着谐波和尖峰的交流电，不利于高端设备的使用，市电逆变切换时，也存在切换时间。
互动式UPS原理图
III. 在线式双变换UPS，即标准所定义的双变换UPS（Double Conversion）
这种UPS采用双变换模式。市电正常供电时，交流输入经AC/DC变换转换成直流，一方面给蓄电池充电，另一方面给逆变器供电，逆变器自始至终都处于工作状态，将直流电压经DC/AC逆变成交流电压给用电设备供电。
在线式UPS具有极其优越的电气特性：由于采用了AC/DC、DC/AC双变换设计，可完全消除来自于市电电网的任何电压波动、波形畸变、频率波动及干扰产生的任何影响。UPS逆变器向负载提供毫无干扰的高质量的纯洁正弦波电源；
在线式UPS原理图
IV. Delta UPS，最早由Silcon公司引入UPS，并持有专利，后被美国APC收购。
国内部分学者称Delta UPS为第五代最新UPS，实际上是没有认识到其根本的工作机理。下图为厂家公开的技术框图：
图：公开发表的Delta UPS原理图
厂家技术文件表明：正常工作时，负载所获电源中85%的电源是直接取自于市电电网（图中红线），15%以下的电源才是由“Delta 变换器”所提供。
从原理图和技术说明中，专业学者不难看出：Delta UPS的核心工作机理是串联的交流稳压与补偿技术。早在20世纪50年代，这种技术就广泛使用在电力系统等工业中，并成为教科书上的经典电路。
所以，从工作机理和GB/IEC/EN的标准定义中来看，这种Delta UPS实际上就是互动UPS：
互动UPS的特征在于：
（1）逆变器或者电源接口的操作是为了调节输出电压和/或给蓄电池充电。
（2）UPS输出频率取决于交流输入频率。
对于特征（1），Delta UPS的Delta变换器符合调节的特征，其仅提供15%的能量给负载。
对于互动UPS的特征（2），Delta UPS也完全符合：在Delta UPS正常工作状态下，输出频率完全取决于输入频率，如果输入频率跳变（比如发电机输入下，频率从50.5Hz跳变到45Hz），则输出频率也跳变。
Delta UPS作为一种互动式UPS，相当于一台串联调控型的交流稳压电源，它的主要功能是对市电进行稳压处理，将原来不稳定普通市电电源变成电压稳压精度为380V+/-1%的交流稳压电源。当市电超出工作范围，电池逆变输出，为负载提供电力供应。
但是，互动式UPS对于来自市电网的频率波动、电压谐波失真和传导干扰等无实质性改善。其控制原理与教科书中利用“伺服电机”来调节碳刷的位置来进行“电压补偿”的“全自动补偿方式”交流稳压电源的控制原理没有实质性的变化。改进是采用高频脉宽调制技术和利用双向能量传递特性的“四象限”变换器（Detla变换器和主输出变换器）来取代于产生机械磨损的伺服电机和碳刷调节系统。这就是为什么这种UPS的输入功率因数/整机效率等指标非常优异的原因。（全文完）
0
相关文章
关注我们
