UPS产品基础知识

1、UPS 开发部开发部2003/10/31一，电源中断给用户造成各种经济损失一，电源中断给用户造成各种经济损失! !1 1，数据丢失，通信中断，商机延误，数据丢失，通信中断，商机延误. 直接损失以每分钟直接损失以每分钟5000-1000005000-100000元计元计大约15%的用户因计算机故障损失超过千万元；大约 20%的用户损失超过百万元；而33%的用户损失超过十万元。 在每次计算机故障之后，大约要花费4个小时的时间去恢复系统运行。最近的一次调查表明，世界前500名企业中，平均每年会遭遇9次计算机故障。2 2，设备停运，仪表失灵，手术中断，设备停运，仪表失灵，手术中断. 间接经济损失无法估

2、量间接经济损失无法估量l每小时的电源故障，带来的经济损失都是巨大的：移动电话 41万元机票订票系统 90万元信用卡交易 2,580万元在线经纪人的业务 6,480万元二，二，电源污染严重影响网络安全和运行效率电源污染严重影响网络安全和运行效率! !高频噪音干扰高频噪音干扰“ “切换瞬变切换瞬变”尖峰尖峰 纯净稳定的正弦波纯净稳定的正弦波“振铃式振铃式”瞬态干扰瞬态干扰电压下陷电压下陷电压上涌电压上涌“换相失真换相失真”干扰干扰市电停电市电停电频率不稳频率不稳电源中断、电压波动、瞬态尖峰、电源浪涌、高压电源中断、电压波动、瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲脉冲 造成服务器、路由器、磁盘阵列等设备损坏造

3、成服务器、路由器、磁盘阵列等设备损坏谐波污染、线间噪声、频率漂移谐波污染、线间噪声、频率漂移 造成网络传输误码率大增，数据传输速度低下造成网络传输误码率大增，数据传输速度低下信息网络时代对信息网络时代对UPSUPS产品提出的新要求产品提出的新要求高可靠！低污染！易维护！网络监控！1 1、 不停电功能不停电功能 解决电网停电问题解决电网停电问题2 2、 交流稳压功能交流稳压功能 解决网压剧烈波动问题解决网压剧烈波动问题3 3、 净化功能净化功能 解决电网与电源污染问题解决电网与电源污染问题4 4、 管理功能管理功能 解决交流动力维护问题解决交流动力维护问题UPS UPS Uninterrupti

4、ble Power SystemUninterruptible Power System 利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。装置。用户设备用户设备蓄电池蓄电池市电或燃油发电机市电或燃油发电机UPSUPS主机主机UPSUPS的三种工作方式的三种工作方式 正常市电方式正常市电方式 电池逆变方式电池逆变方式 旁路工作方式旁路工作方式 整流/升压逆变充电市电市电开关负载旁路旁路开关维修旁路维修开关转换开关电子 UPS用户机用户机监控

5、平台监控平台电源线电源线网线网线通讯线网络系统 市电 柴油机 监控平台也是监控平台也是UPSUPS的最重要组成部分之一的最重要组成部分之一按按输出功率输出功率不同，不同，UPSUPS分为：分为： 小功率（小功率（6kVA60kVA60kVA）按按供电体系供电体系不同，不同，UPSUPS分为：分为： 单相输入单相输出单相输入单相输出UPS UPS 三相输入单相输出三相输入单相输出UPS UPS 三相输入三相输出三相输入三相输出UPSUPS按按有无隔离变压器有无隔离变压器，UPSUPS分为：分为：高频高频UPSUPS（无内置隔离变压器）（无内置隔离变压器） 工频工频UPSUPS（有内置隔离变压器）

6、（有内置隔离变压器）按按电池位置电池位置不同，不同，UPSUPS分为：分为： 电池内置式电池内置式UPSUPS（标准机型）（标准机型） 电池外置式电池外置式UPSUPS（长延时机型）（长延时机型）按按多机运行方式多机运行方式不同，不同，UPSUPS分为：分为： 简单串联热备份简单串联热备份UPSUPS交替串联热备份交替串联热备份UPSUPS并联冗余并联冗余UPSUPS 按按工作原理工作原理不同，不同，UPSUPS分为：分为： 后备式后备式UPSUPS 互动式互动式UPS UPS 在线式在线式UPSUPS 市电正常时，它向负载提供的是抽头变压器稍加稳压处理市电正常时，它向负载提供的是抽头变压器稍

7、加稳压处理的的“低质量低质量”交流电，交流电，逆变器不工作逆变器不工作，蓄电池由独立的充，蓄电池由独立的充电器充电。电器充电。当市电超出规定范围时，负载由继电器转为电池逆变供电。当市电超出规定范围时，负载由继电器转为电池逆变供电。自动电压调节自动电压调节输出电压输出电压输入电压输入电压充电器充电器逆变器逆变器电池电池后备式后备式UPS的基本原理的基本原理互动式有一个双向变换器，当需要进行变压器抽头调整互动式有一个双向变换器，当需要进行变压器抽头调整时，首先启动双向变换器处于时，首先启动双向变换器处于逆变工作逆变工作状态，再进行抽状态，再进行抽头换接。待抽头换接完毕后，停止双向变换器的逆变工头换

8、接。待抽头换接完毕后，停止双向变换器的逆变工作状态，进入电池充电整流状态。作状态，进入电池充电整流状态。互动式互动式UPS的基本原理的基本原理DaltaDalta变换式，市电正常时，变换式，市电正常时，8585能量有市电直接提供，能量有市电直接提供，1515能量有一个逆变器提供，当市电异常时，能量有一个逆变器提供，当市电异常时，100100能量能量有电池提供。无法解决市电上的谐波污染，比如：频率有电池提供。无法解决市电上的谐波污染，比如：频率异常、浪涌、噪声等，将直接输入到重要负载。异常、浪涌、噪声等，将直接输入到重要负载。Delta式式UPS的基本原理的基本原理不管电网电压是否正常，输出交流

9、电压都要经过逆变器，不管电网电压是否正常，输出交流电压都要经过逆变器，即逆变器始终处于工作状态。即逆变器始终处于工作状态。在线式在线式UPS的基本原理的基本原理较低中等较高高成本1 kVA功率范围5ms12ms4ms左右零零切换时间低（仅近似不停电功能）中等（不停电、近似稳压功能）较高，无法解决电网谐波污染等问题最高（不停电、稳压、净化功能）输出电源质量不工作热备85能量直接市电提供，工作市电模式下逆变器状态后后备备式式互互动动式式Dalta变变换换在在线线式式不同不同UPS的比较的比较全球信息及通信业交流不间断供电系统主流产品全球信息及通信业交流不间断供电系统主流产品l 提供iTrust单机

10、容量1KVA-60KVA和Hipulse 80KVA-800KVA系列在 线式UPS产品l DSP数字控制技术、直接并联技术、高频开关技术、UPS防护技术、绿色电源技术、电池管理技术、网络监控技术等方面处于业界前沿l 超过10000套UPS系统在中国信息及通信网上运行。UPS产品广泛服 务于中国电信、中国移动、中国联通、中国网通、中国吉通、中 国人民银行和各大商业银行、证券业、中国政府的各级信息网络、 军队、中国广电系统、新华通讯社。在华拥有3000多个大用户l 在中国，网上应用最大系统容量高达2400KVA艾默生网络能源公司艾默生网络能源公司UPS产品近三年销售额产品近三年销售额年份国内市场

11、销售额国际市场销售额1999700万美元万美元8.6亿美元亿美元2000800万美元万美元9.3亿美元亿美元20011600万美元万美元10亿美元亿美元小功率小功率UH11UH11系列系列小功率小功率UPSUPS单进单出单进单出UH11UH11系列：系列：1/2/3/6/10KVA1/2/3/6/10KVA艾默生艾默生UPSUPS涵盖涵盖iTrustiTrust系列系列1-60KVA1-60KVA及及HipulseHipulse系列系列80-800KVA80-800KVA全线产品全线产品艾默生小功率单进单出艾默生小功率单进单出UH11UH11系列系列UPSUPS包括包括1 1/2/3/6/10

12、KVA/2/3/6/10KVA标准机型和长标准机型和长延时机型，共延时机型，共1010种产品规格种产品规格小功率小功率UH11UH11系列系列纯在线式纯在线式UPSUPS全面提供交流稳压、稳频和净全面提供交流稳压、稳频和净化功能化功能第三代第三代DSPDSP全数字控制，保证系统控制更加全数字控制，保证系统控制更加快速、精确、稳定，全面提升快速、精确、稳定，全面提升UPSUPS可靠性、供可靠性、供电质量和产品一致性。电质量和产品一致性。两级防雷设计，双重安全保护两级防雷设计，双重安全保护独有的交替式双机热备份控制方案独有的交替式双机热备份控制方案超宽的输入电压超宽的输入电压/ /频率范围频率范围

13、全全 方方 位位 智智 能能 化化 电电 池池 管管 理理大屏幕显示，全中文大屏幕显示，全中文界面，显示清晰，一目界面，显示清晰，一目了然，操作简便了然，操作简便理想的输入功率因数和极低输入电流谐波理想的输入功率因数和极低输入电流谐波输入EMI防雷PFC整流INV逆变BYPASS旁路输出EMI充电板PFC控制辅助电源DSP控制显示板后台监控市电输入交流输出1输入模块2充电模块3PFC模块4逆变模块6输出模块5旁路模块7辅助电源模块8DSP控制模块9通讯模块小功率小功率UH11UH11系列系列中小功率中小功率UH31UH31系列系列中小功率中小功率UPSUPS UH31UH31三进单出系列三进单

14、出系列:10/15/20KVA:10/15/20KVA艾默生中小功率艾默生中小功率UH31UH31三进单出系列三进单出系列UPSUPS包括包括1010/15/20KVA/15/20KVA长延时长延时机型，共机型，共3 3种产品规格种产品规格中小功率中小功率UH31UH31系列系列1、输入功率因数高2、具有防雷功能3、输入电压范围宽4、大功率充电器5、可缺相工作6、友好的显示界面7、选件丰富可满足用户需求中小功率中小功率UH31UH31系列系列输入EMI整流PFC逆变旁路输出EMIPFC控制模块10防雷板充电器1辅助电源模块6DSP控制板模块13后台监控模块15显示模块14热备份接线端RSTN电

15、池充电器2（1）输入模块（2）直流变换模块（3）逆变模块（4）输出（5）充电模块（7）控制模块（6）辅助电源（8）通讯模块中大功率中大功率UL33UL33系列系列艾默生中大功率艾默生中大功率UL33UL33三进三出系列三进三出系列UPSUPS包括包括2020/30/40/60KVA/30/40/60KVA长延时机长延时机型，共型，共4 4种产品规格种产品规格中大功率中大功率UL33UL33系列系列三进三出三进三出UPSUPS单机容量单机容量20/30/40/60KVA20/30/40/60KVA中大功率中大功率UL33UL33系列系列UL33系列技术特点系列技术特点功率电路功率电路高频高频PW

16、MPWM整流器，采用整流器，采用IGBTIGBT作为整流器开关元件，三相输入电流完全可控，输入作为整流器开关元件，三相输入电流完全可控，输入功率因数接近为功率因数接近为1 1，输入电流基本为正弦波，波形畸变小于，输入电流基本为正弦波，波形畸变小于3%3%，对电网没有污染，对电网没有污染高频高频IGBTIGBT逆变器，波形畸变率低，输出采用变压器隔离，有效地抑制了共模干扰逆变器，波形畸变率低，输出采用变压器隔离，有效地抑制了共模干扰，提供真正隔离的纯净电源，提供真正隔离的纯净电源UL33系列技术特点系列技术特点分散式并联分散式并联采用全数字无主从分散式并联控制技术采用全数字无主从分散式并联控制技

17、术, ,无需并联控制器和集中旁路无需并联控制器和集中旁路可以实现至少可以实现至少4 4台台UPSUPS并联，无需任何附件并联，无需任何附件均流精度高，环流小于均流精度高，环流小于2A2A，典型值小于，典型值小于1A1A并联系统负载适应能力强，在任何负载情况下都具有很高的均流精度并联系统负载适应能力强，在任何负载情况下都具有很高的均流精度 UL33系列技术特点系列技术特点双双DSP控制技术控制技术UL33UL33系列技术特点系列技术特点模块化结构模块化结构整流器和逆变器硬件完全互换整流器和逆变器硬件完全互换 输出变压器隔离输出变压器隔离中大功率中大功率UL33UL33系列系列输出隔离变压器的作用

18、输出隔离变压器的作用电气隔离，给用户提供真正的隔离电源电气隔离，给用户提供真正的隔离电源消除逆变器输出电压中的直流分量消除逆变器输出电压中的直流分量电压变换，一般在电压变换，一般在UPSUPS中做升压用中做升压用提供合适的输出滤波电感，变压器的漏抗可以作为逆变器的输出滤波提供合适的输出滤波电感，变压器的漏抗可以作为逆变器的输出滤波电感电感谐波消除谐波消除逆变器中点生成逆变器中点生成三相负载重新分配，提高逆变器的单相过载能力三相负载重新分配，提高逆变器的单相过载能力提高提高UPSUPS的负载适应能力的负载适应能力中大功率中大功率UL33UL33系列系列 旁 路 输 入 主 路 输 入 输 出 大

19、功率大功率HipulseHipulse系列系列大功率大功率HipulseHipulse系列系列三进三出三进三出UPSUPS单机容量单机容量80/120/160/200/300/400/500/600/800KVA80/120/160/200/300/400/500/600/800KVA艾默生大功率艾默生大功率HipulseHipulse三进三出系列三进三出系列UPSUPS包括包括单机容量单机容量80/120/160/200/80/120/160/200/300/400/500/600/800KVA300/400/500/600/800KVA长延时机型，共长延时机型，共9 9种产品规格种产品规格

20、大功率大功率HipulseHipulse系列系列经典的经典的6 6脉冲和脉冲和1212脉冲整流器，视客户要求灵活配置脉冲整流器，视客户要求灵活配置第四代第四代IGBTIGBT技术组成的高性能的逆变器技术组成的高性能的逆变器高效率的高效率的ECOMODEECOMODE先进的电池管理技术先进的电池管理技术全面符合欧美安规要求的设计全面符合欧美安规要求的设计多频（多频（50/60HZ),50/60HZ),多制式电压（多制式电压（380V/400V/415V)380V/400V/415V)全球一体化方案全球一体化方案全面的监控解决方案全面的监控解决方案灵活的并机方案，出色的并机性能灵活的并机方案，出色

21、的并机性能基于基于LBSLBS的超大规模的超大规模UPSUPS配电解决方案配电解决方案丰富的选件满足客户个性化的需求丰富的选件满足客户个性化的需求产品特性产品特性大功率大功率HipulseHipulse系列系列HIPULSE HIPULSE 族谱族谱80 KVA UPS（6脉冲）80 KVA UPS（12脉冲）120 KVA UPS（6脉冲）120 KVA UPS（12脉冲）160 KVA UPS（6脉冲）160 KVA UPS（12脉冲）200 KVA UPS（6脉冲）200 KVA UPS（12脉冲)300 KVA UPS（6脉冲）300 KVA UPS（12脉冲）400 KVA UPS（

22、12脉冲）600 KVA UPS（12脉冲）800 KVA UPS（12脉冲）大功率大功率HipulseHipulse系列系列lRectifier logic boardQ 1Q 1Q 2Q 2Q 4Q 4Q 3Q 3+ +-U1 V1 W 1U3 V3 W 3N3N2 U2 V2 W 2X3121121X4nInverter logic boardnUPS logic boardnParallel logic boardnParallel Conn. boardnAS400 boardnHVI boardnOperator Control MIMIC nOperator logic boar

23、dnDC-DC boardnAC-DC boardnRectifier Driver BoardnStatic switch driver boardnIGBT driver PCBQ 1Q 1Q 2Q 2Q 4Q 4Q 3Q 3+ +-U1 V1 W 1U3 V3 W 3N3N2 U2 V2 W 2X3121121X4大功率大功率HipulseHipulse系列系列大功率大功率HipulseHipulse系列系列load30整流器整流器 特点：可控硅工频整流，特点：可控硅工频整流，6 6脉冲脉冲1212脉冲脉冲大功率大功率HipulseHipulse系列系列逆变器逆变器 特点：特点：PWM

24、PWM 中频中频2.4KHZ 2.4KHZ 经典逆变技术经典逆变技术HIPULSEHIPULSE 超大型超大型UPSUPS逆变实现方案逆变实现方案 全桥方案全桥方案大功率大功率HipulseHipulse系列系列c cRECTIFIERI/ PCHOKESTATICSWITCHINVERTERO/PTXRCAPHVIULBOLBPLBAS400RLBILBRECDRVIGBTDRVINPUTVOLTAGEINPUTC.T.DCCTINVERTERDCCTOUTPUTVOLTAGEOUTPUTCTQ1Q2Q3BYPASS FUSESINPUT FUSESBYPASS CTOUTPUTSUPPLY

25、MIMICBatteryBreakerBoxBYPASS VOLTAGEMANTENANCE BYPASSDCF/B.INVERTER F/BST/ SWDRVQ4板件连接流程板件连接流程 .STS.B1B2A1A2双输入负双输入负载载正常负正常负载载旁路旁路正常负正常负载载Cat C TVSSCat C TVSSCat B TVSSCat B TVSS大功率大功率HipulseHipulse系列系列c c大功率大功率HipulseHipulse系列系列HIPULSE 常用选件：1、CALSS A 滤波器2、5次、11次谐波滤波器3、并机组件及并机电缆4、电池开关盒5、旁路均流电感6、维修旁路

26、柜7、监控及通信组件8、互锁组件边际网户外型边际网户外型UPSUPS边际网户外型边际网户外型UPSUPS55高温满载输出功率：高温满载输出功率：700W（40以下以下1000W）市电工作输入电压：市电工作输入电压：120Vac290Vac，频率，频率50Hz10%工作环境温度：工作环境温度：40 55逆变器过载能力：逆变器过载能力：125%，300s；150%，10s效率效率90%转换时间：市电掉电转电池转换时间：市电掉电转电池0msMTBF：逆变器：逆变器3万小时（环境温度万小时（环境温度25，定条件）；系，定条件）；系统统20万小时（响应时间维修时间按万小时（响应时间维修时间按24h考虑）

27、考虑）高压防护：高于高压防护：高于300VAC完全切断市电输入完全切断市电输入提供干接点、提供干接点、E1接口可与各品牌移动微基站通讯，实现接口可与各品牌移动微基站通讯，实现UPS系统监控系统监控防护标准：防护标准：IP551.雷击电涌保护：雷击电涌保护：6KV/3KA在线式双变换结构，消除电网尖峰、噪音对通话的干扰；在线式双变换结构，消除电网尖峰、噪音对通话的干扰；电路板全部采用三防漆喷涂制板工艺，防潮性能优异：电路板全部采用三防漆喷涂制板工艺，防潮性能优异：采用自然冷采用自然冷UPS模块，柜体防雨防尘性能更加优异；模块，柜体防雨防尘性能更加优异；普通风扇寿命为3年左右，室外工作环境恶劣，风

28、扇寿命更短，在北方沙尘严重地区不超过半年。采用风扇和防尘网的UPS系统，由于微基站无法定期更换防尘网，会造成UPS散热不良，导致过温故障、元器件加速老化失效。密封防尘、防雨、防盗结构，密封防尘、防雨、防盗结构，2mm厚度钢板加优质防锈漆喷涂工艺，有厚度钢板加优质防锈漆喷涂工艺，有效应用于室外环境；效应用于室外环境；特制遮阳防雨棚，有效避免电池和特制遮阳防雨棚，有效避免电池和UPS在高温下工作在高温下工作实际验证表明，夏季太阳直射下，遮阳棚顶部与机柜上壁温差超过12，有效改善UPS系统的工作条件，保护电池。边际网户外型边际网户外型UPSUPS边际网户外型边际网户外型UPSUPS内置充足电池安装空

29、间内置充足电池安装空间多种电池安装配置，方便不同功率设备延时要求。整体拆装式防盗门整体拆装式防盗门与侧开式相比，占地面积更小，节省平台安装空间高压切换板（长期高压切换板（长期400V不损坏）不损坏）防止持续高压损坏UPS系统超宽的工作电压、频率范围（超宽的工作电压、频率范围（120-290V,50Hz10%）有效利用电网能量，减少电池放电频率，避免频繁停电。内置内置D级防雷电路级防雷电路适应野外电网防护要求，避免UPS及基站系统故障l30/40/60/80kVA600mm(W)825mm(D)1600mm(H)l100/120kVA700mm(W)825mm(D)1800mm(H)lNXa s

30、eries - designed for EMEA, AP & South America380V/400V/415V; 50/60Hz selectable, CE certificate30/40kVA, 60/80kVA, 100/120kVA30 & 40kVA are available now, 60 & 80kVA will be available in Oct, 100/120kVA will be available May04lNXb series - designed for NA200V/208V/220V, 50/60Hz selectabl

31、e, UL & FCC certificate10/15kVA, 20/30kVA20 & 30kVA are available now, 10 & 15kVA will be available in Octl无输入输出变压器，属高无输入输出变压器，属高频机：频机：体积小，重量轻，低体积小，重量轻，低噪音噪音lIGBT 整流器和整流器和 IGBT逆逆变器变器单位输入功率因数；单位输入功率因数；低输入低输入THDi；l全数字化控制全数字化控制最优输出波形，高可最优输出波形，高可靠性靠性 Voltage Current MAINSTATIC BYPASSMAINTENANCE BYPASSB1B4B3S1S3L21L23C1C3I1I2I3I7I8I4I5I6C7C8L7L8F9L4L6S4S6C4C6B2ABCDEF1234567812345678DesignerProductParadigm UPS30, 40kVA400VVersionTitlePower circuitVersionCODEF5F7CT1CT2CT3CT4CT5CT6H1H2H3H4H5H6H7H8S7S9F10NeutralL11L13DateSep 13,2002Input EMI filterOutput EMI filterD1D2中