UPS电源的工作原理

UPS不间断电源立即进入电池逆变状态;为了防止市电来回切换,只有当市电恢复到170~270V ~ 270 V时,UPS才会转入市电逆变状态。市电频率的检测与控制检测市电频率的目的是作为逆变器锁相的依据,通过调节逆变器的过零点来调节逆变器相位,使逆变器输出与市电状态下的市电输入基本同频同相。市电接通时,UPS检测输入市电的频率作为逆变器输出的频率;当电池打开时,变频器输出的频率被设置为先前输出的频率。

当市电正常时,实施锁相。逆变器频率先跟随市电频率,频率相同后再跟踪相位。通过改变逆变器频率,逆变器和市电同相。锁相后逆变器与市电相位差小于3度,频率误差小于0.01Hz。当市电频率超过47 ~ 53 Hz的范围时,UPS会立即切换到电池逆变状态,不会锁相。只有当市电频率回到48 ~ 52 Hz时,UPS才会再次锁相,切换到市电逆变状态。

三角波发生器的CPU发出的38.4kHz的方波,通过运算放大器组成的分频电路转换成19.2kHz的方波,再通过积分器积分成三角波。标准正弦波发生器的CPU发出128点分频的模拟正弦波,经二阶低通滤波器滤波后产生标准正弦波。PWM信号的标准正弦波与逆变器输出电压的正弦波反馈信号进行比较,结果经过三角波切割产生PWM信号。逆变器电压调节CPU每隔16ms读取一次逆变器电压值,并与设定电压值进行比较。当差值高于10V时,CPU立即调整标准正弦波,从而调整PWM信号,使输出电压相应增加或减少5V以缩小差值。当差值低于10V时,CPU累加差值。当累计值达到30V时,CPU调整标准正弦波,使输出电压增加或减少2V。

CPU的A/D读取CPU每半个周期读取一次电池电压、正负母线电压和内部温度,每八个标准正弦波点读取一次市电电压、逆变器电压和逆变器电流(每个周期开始时,CPU改变读取点的初始位置,使其每八个标准正弦波点读取一次,通过128点的A/D读取达到扫描效果,读取值存储在RAM中)。