全數字化的UPS
功率MOSFET以及IGBT的問(wèn)世為UPS不間斷電源開(kāi)拓出一條光輝燦爛之路,使UPS技術(shù)步入嶄新的時(shí)代——全數字化時(shí)代。
首先,UPS的輸入部分取消了用于與市電隔離的工頻變壓器或為降壓用的自耦變壓器,而采用SPWM技術(shù)實(shí)現整流高頻化(AC/DC)。一方面減少直流側濾波器尺寸,改善直流側調節性能,提高市電電壓允許變化范圍;另一方面在控制技術(shù)中采用數字信號處理器DSP控制,使輸入電流正弦化,并與市電電壓相同,從而實(shí)現UPS高輸入功率因數(PF約為1),消除對市電的諧波“污染”,大幅度減少無(wú)功損耗,明顯降低了運行成本,達到環(huán)保的目的。
其次,取消了UPS逆變器中的工頻變壓器,用高頻變壓器來(lái)實(shí)現UPS與市電的隔離,而UPS的輸出級采用SPWM變換方式(不用變壓器直接逆變)輸出工頻電壓。逆變器中的功率MOSFET或IGBT工作頻率在20kHz以上,因此輸出濾波器小而簡(jiǎn)單,而且輸出的正弦波非常光滑。
對于UPS內部的蓄電池組采取高頻變化降壓方式(DC/DC)充電,當市電停電,UPS轉換為蓄電池,給逆變器供電時(shí)亦采取高頻變換降壓方式(DC/DC)實(shí)現。
在逆變器控制電路中采用正弦波直接反饋技術(shù),使其調節高速化,遠遠優(yōu)于傳統模式模擬反饋技術(shù),再加上小的輸出濾波器和20kHz以上的SPWM調制,使UPS動(dòng)態(tài)相應特性非常好。在逆變器保護電路中采用性能優(yōu)良的過(guò)流保護技術(shù),使逆變器不僅具有較強的過(guò)載能力,允許100%負載不平衡(指三相逆變器),而且具有強有力的自身保護。也正是在上述條件保證下,拋棄了傳統式逆變器輸出變壓器,不僅噪音低而且效率高。全數字化UPS是新一代UPS,它具有高質(zhì)量、高可靠、高指標、多功能等特點(diǎn)。
21世紀初,全球UPS技術(shù)將向著(zhù)多功能的方向發(fā)展。使其全系列產(chǎn)品的功率范圍從12kVA拓展到300kVA,全面滿(mǎn)足客戶(hù)的需求,提供包括特殊環(huán)境下的關(guān)鍵應用系統所需的中央電源保護功能,內置式DCexpert電池監察系統,能夠高準確地提供運行時(shí)間和電池狀況,避免因突如其來(lái)的故障導致數據丟失,其指示的電池運行時(shí)間誤差僅為±3%。
內置式數字化Token-Ring網(wǎng)絡(luò )采用數字信號處理專(zhuān)利算法,有效地解決并行系統之間的相互溝通問(wèn)題,并采用有效的設計將產(chǎn)品的元件數量減至最低程度,以減少故障機會(huì ),成為業(yè)界首家提供99.99%可用性的并行冗余系統。新推出的Remote Notify選件在大部分情況下能夠自行診斷故障,并且隨即解決問(wèn)題。如果遇到重大故障,可以就用戶(hù)預測的190多種故障情況,自動(dòng)向傳呼機或個(gè)人電腦發(fā)出最多長(cháng)達40個(gè)字的求助信息。Remote Notify可以向兩個(gè)不同的電話(huà)號碼發(fā)出呼叫,并且最多可以重撥256次,以確保信息可以順利傳達,而網(wǎng)絡(luò )管理人員則可通過(guò)撥號進(jìn)入系統內部檢查UPS的全面運行情況。
智能化UPS
UPS的智能化包括系統運行狀態(tài)自動(dòng)識別和控制、系統故障自診斷、蓄電池自動(dòng)監測管理、智能化內部信息監測與顯示等。
UPS的異地遠程監控包括系統專(zhuān)用遠程監控控制盤(pán)、RS232/485通信口與監控PC間的交互控制、將UPS系統作為網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )交互控制等。UPS的智能化主要通過(guò)系統的控制軟件實(shí)現。在系統運行狀態(tài)識別與控制方面,通過(guò)內部傳感器和狀態(tài)邏輯及識別系統所處的運行狀態(tài),判定系統運行程序和運行是否正常,主要包括以下幾個(gè)方面:
根據負載被切換到旁路的時(shí)間和次數以及切換時(shí)的輸入輸出參數等,判定系統的運行模式即旁路運行還是主機運行、充電運行還是放電運行。
根據系統運行的狀態(tài)參數識別外部指令,決定執行外部指令的方式,包括系統功能和運行參數的調整。
快速準確地判定系統的故障狀態(tài)并采取相應的故障處理措施,如封閉功率變換器、輸出故障參數報警等。
歷史事件的記錄并根據歷史記錄和當前運行參數預測蓄電池的后備時(shí)間等。
智能化的人機對話(huà)控制操作面板,包括圖形顯示等。
并機系統的熱待機到帶載運行的自動(dòng)判定與轉換。
所有這些都簡(jiǎn)化了外部操作程序,有效地防止了系統的誤操作對系統自身和負載所帶來(lái)的危害,提高了UPS的可靠性。UPS的智能化的另一個(gè)方面是通過(guò)運行于PC機內的監控軟件實(shí)現的。通過(guò)RS232C等接口將UPS與PC機串口連接,并在PC機上運行相關(guān)平臺的UPS監控軟件,由PC機定時(shí)發(fā)送查詢(xún)指令,UPS則在規定的時(shí)間內返回運行參數信息。由PC機進(jìn)一步對UPS的運行狀態(tài)、故障的具體部位等進(jìn)行判斷,并在必要時(shí)對UPS發(fā)出指令進(jìn)行運行干預和提醒現場(chǎng)維護人員。
目前,UPS廠(chǎng)商新推出的多種新產(chǎn)品,包括多種不間斷電源供應技術(shù),電源管理軟件以及連接裝置,都不會(huì )由于電源沖擊、浪涌、陡降、電力不足和電力中斷等問(wèn)題而使受保護的重要信息資源遭受損失。
UPS網(wǎng)絡(luò )化電源
在計算機網(wǎng)絡(luò )以及通信事業(yè)迅猛發(fā)展的推動(dòng)下,當今UPS電源已在大量引進(jìn)微處理監控技術(shù)的基礎上發(fā)展成為一種能在UPS電源網(wǎng)絡(luò )和計算機網(wǎng)絡(luò )之間建立起雙向通信調控管理功能。UPS電源網(wǎng)絡(luò )化有兩方面的含義。一是UPS電源及其監控系統與其所保護的負載——計算機或局域網(wǎng)絡(luò )間的交互作用。當電源出現異常時(shí),UPS電源內部的微控制器會(huì )及時(shí)把異常信息發(fā)送給它所保護的計算機或局域。