在線互動(dòng)式 UPS
在線互動(dòng)式UPS是用于小企業(yè)、網(wǎng)站、部門服務(wù)器的最常見的設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)方案中，電池到 交流電源的轉(zhuǎn)換器（逆變器）始終連接到UPS的輸出端。如果在輸入交流電源正常時(shí)反向操作逆變器，就會(huì)給電池充電。
一旦輸入電源出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)換開關(guān)就會(huì)打開，并通過電池向UPS輸出端供電。與后備式 UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，由于逆變器始終打開且與輸出端保持連接，這種設(shè)計(jì)進(jìn)一步增強(qiáng)了濾波效果，并降低了轉(zhuǎn)換瞬態(tài)過電壓。
后備式-鐵磁共振 UPS
后備式-鐵磁共振 UPS 曾經(jīng)是功率范圍 3-15kVA 的應(yīng)用領(lǐng)域中使用最廣泛的 UPS 類型。此設(shè)計(jì)依賴于一個(gè)特殊的飽和變壓器，該變壓器具有三個(gè)線圈（電源連接）。主電源路徑通過交流輸入電源、轉(zhuǎn)換開關(guān)和變壓器，最后連接輸出端。當(dāng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)將打開，逆變器將向輸出負(fù)載供電。
在后備式-鐵磁共振設(shè)計(jì)方案中，逆變器處于后備式模式，當(dāng)輸入電源出現(xiàn)故障且轉(zhuǎn)換開關(guān)打開時(shí)，逆變器才 被激活。這種變壓器具有特殊的"鐵磁共振"功能，它能夠提供有限的電壓調(diào)節(jié)和輸出波形"修整"功能。鐵磁共振變壓器提供的對(duì)交流電源瞬態(tài)過電壓的保護(hù)與任何濾波器一樣，甚至更好。但鐵磁共振變壓器本身會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的輸出電壓失真和瞬態(tài)過電壓，這可能造成比交流電源連接不當(dāng)更嚴(yán)重的后果。即使這種UPS被設(shè)計(jì)為后備式UPS，鐵磁共振變壓器也會(huì)由于其本身的低效率而產(chǎn)生大量的熱量。另外，這些變壓器比常規(guī)的隔離變壓器體積大，因此后備式-鐵磁共振UPS通常非常龐大和笨重。
雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS
這是 10kVA 以上功率范圍的電源最常用的UPS類型，除了主電源路徑是逆變器（而非交流主電源）外，其余與后備式設(shè)計(jì)相同。
在雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)中，輸入交流電發(fā)生故障并不會(huì)激活轉(zhuǎn)換開關(guān)，因?yàn)檩斎虢涣麟娨恢痹诮o備用電池充電，而由備用電池向輸出逆變器供電。所以，在輸入交流電源出現(xiàn)故障時(shí)，無需時(shí)間進(jìn)行在線運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
在這一設(shè)計(jì)中，電池充電器和逆變器將轉(zhuǎn)換全部的負(fù)載功率，并由于產(chǎn)生了更多的熱量而導(dǎo)致效率降低。
這種 UPS 提供了非常理想的供電輸出性能。這一設(shè)計(jì)的可靠性高于其他設(shè)計(jì)，但功率部件的持續(xù)耗損降低了這種可靠性，而且在UPS的整個(gè)生命周期成本中，由于電源效率低下而消耗的電能占據(jù)了很大一部分。此外，大型電池充電器獲得的輸入電源通常是非線性的,可能對(duì)建筑供電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾或?qū)е聜溆冒l(fā)電機(jī)發(fā)生故障。
Delta 轉(zhuǎn)換在線式 UPS
這是10年前引入的技術(shù)，它克服了雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，適用于功率范圍 5kVA 到 1.6MW 的應(yīng)用領(lǐng)域。與雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)相似，Delta 轉(zhuǎn)換在線式UPS始終由逆變器提供負(fù)載電壓。然而，附加的Delta 轉(zhuǎn)換器也向逆變器輸出供電。在交流電源出現(xiàn)故障或受到干擾的情況下，這種設(shè)計(jì)所表現(xiàn)出的行為與雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)完全相同。
UPS 類型總結(jié)
下表介紹了不同UPS類型的特征。UPS 的特性（如效率）是由您選擇的UPS類型決定的。由于技術(shù)應(yīng)用和生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)于特性（如可靠性）的影響更大，因此，除了考慮設(shè)計(jì)特性之外，還必須對(duì)以下因素進(jìn)行評(píng)估。
|
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適用電源功率 范圍 (kVA) |
電壓調(diào)節(jié)功能 |
單位功率 成本/VA |
效率 |
逆變器是否 始終運(yùn)行 |
|
后備式 |
0 – 0.5 |
低 |
低 |
非常高 |
否 |
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在線互動(dòng)式 |
0.5 – 5 |
依賴于設(shè)計(jì) |
中 |
非常高 |
依賴于設(shè)計(jì) |
|
后備式-鐵磁共振 |
3 – 15 |
高 |
高 |
低 – 中 |
否 |
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雙轉(zhuǎn)換在線式 |
5 – 5000 |
高 |
中 |
低 – 中 |
是 |
|
Delta 轉(zhuǎn)換在線式 |
5 – 5000 |
高 |
中 |
高 |
是 |
各種類型 UPS 的工業(yè)應(yīng)用
隨著時(shí)間的推移，目前業(yè)內(nèi)的UPS產(chǎn)品逐漸包括上述各種類型的設(shè)計(jì)。不同UPS類型具有不同的特性，這使得它們能夠適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。APC 產(chǎn)品系列反映了這種多樣性，如下表所示：
不同類型的UPS適合不同的用途，沒有一種類型的UPS適合所有的應(yīng)用領(lǐng)域。本文的目的是比較目前市場(chǎng)上不同 UPS 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。
UPS 設(shè)計(jì)方面的重大差異針對(duì)不同目標(biāo)提供了理論上和實(shí)際應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)。然而，基本的設(shè)計(jì)實(shí)施質(zhì)量和 制造質(zhì)量對(duì)于客戶在實(shí)際應(yīng)用中所獲得的最終性能起著決定性作用。
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