本文主要簡單介紹典型傳統(tǒng)UPS基本原理，可供掌握UPS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)要點(diǎn)的學(xué)習(xí)參考。UPS設(shè)備的本質(zhì)類似變頻電源電路的設(shè)計(jì)，變頻電源又稱交一直一交變頻電源，通過AC-DC和DC-AC兩次電能變換，效率稍低，但前級(jí)市電的干擾不會(huì)影響后級(jí)，輸出波形好。變頻電源是通過控制功率開關(guān)器件的通斷，將工頻交流電先通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電，然后再通過逆變器轉(zhuǎn)換成頻率、電壓一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)的交流電輸出的電能控制裝置，多用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速，不需要配蓄電池組。而UPS是不間斷電源，作為用電設(shè)備的高質(zhì)量高可靠、綠色電源，當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)通過電池逆變方式輸出固定幅值頻率的交流電源，需要配置蓄電池組。
1.UPS系統(tǒng)基本組成
傳統(tǒng)工頻UPS系統(tǒng)一般UPS主要包括由整流模塊（REC）和逆變模塊（INV）、旁路靜態(tài)開關(guān)和逆變靜態(tài)開關(guān)、輸出隔離變壓器、蓄電池組以及輸入輸出配電開關(guān)等組成，開關(guān)是主路輸入空開、旁路輸入空開、維修旁路空開、輸出空開以及蓄電池開關(guān)等。系統(tǒng)組成如圖1-1所示，其中，空氣斷路器Q1控制主路交流電源輸入，整流模塊將交流電源變成直流電源，深圳論壇空間 香港主機(jī)，逆變模塊進(jìn)行DC/AC變換，將整流模塊和蓄電池提供的直流電源變換成交流電源，經(jīng)過隔離變壓器輸出。蓄電池組在交流停電時(shí)通過逆變向負(fù)載供電。輸入電源也可以通過旁路靜態(tài)開關(guān)從旁路回路向負(fù)載供電，另外對(duì)負(fù)載供電不間斷而對(duì)UPS內(nèi)部進(jìn)行維修時(shí)，可使用維修旁路開關(guān)Q3.
圖1-1 UPS原理框圖
2. Buck-Boost電路介紹
2.1 Buck-Boost電路
圖2-1 典型buck-boost原理電路
工作過程：
1. 當(dāng)功率管導(dǎo)通時(shí)，等效如圖a，二極管D截止，電感L儲(chǔ)能，感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，電容用自己儲(chǔ)能向負(fù)載放電。
2. 當(dāng)功率管截止時(shí)，等效如圖b，二極管D導(dǎo)通，電感中電流不能反向，電感兩端產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)為下正上負(fù)。電感儲(chǔ)能向電容充電和向負(fù)載放電。
3. 控制電路根據(jù)輸出電壓和電流的變化，控制功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，就可以控制輸出電壓的大小。
2.2 UPS中典型PFC主功率模塊圖
APFC技術(shù)的核心是引進(jìn)電壓和電流反饋，以構(gòu)成一個(gè)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，外環(huán)穩(wěn)定輸出電壓，內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)輸入電流調(diào)控和整形，使之成為與電壓同相位的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，以提高入端功率因數(shù)，例圖說明其主要功能：市電供電時(shí)作整流升壓電路，并進(jìn)行輸入功率因數(shù)校正；電池供電時(shí)作DC/DC升壓，PFC模塊電路工作原理圖如：
圖2-2 PFC主功率模塊原理圖
工作原理：主電路采用PFC主電路結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼作電池供電時(shí)的DC/DC升壓主電路。正負(fù)半周分別控制。控制電路由硬件構(gòu)成，一般采用PFC專用芯片UC3854AN.
市電輸入正半周時(shí)，上部分正半周PFC電路工作；市電輸入負(fù)半周時(shí)，下部分負(fù)半周PFC電路工作，在UC3854AN芯片內(nèi)部電流環(huán)的調(diào)節(jié)下，輸入電流跟蹤輸入電壓呈正弦波形，且與輸入電壓同相； 在UC3854AN芯片內(nèi)部電壓環(huán)的調(diào)節(jié)下，使輸出電壓穩(wěn)定電壓。
電池輸入時(shí)，正半周PFC電路工作在直流BOOST電路狀態(tài)；負(fù)半周電路工作在BUCK/BOOST電路狀態(tài)。使輸出電壓仍穩(wěn)定電壓不變。
3.整流器基本原理
3.1三相全橋整流
對(duì)于中大功率UPS，早期一般采用晶閘管整流電路完成整流，該變換器由于輸入電流不連續(xù)，功率因數(shù)較低，需要輸入側(cè)加LC二階濾波器以濾除電流諧波，這就增加了變換器的體積及成本，另一種形式采用IGBT及功率二極管組成Vienna整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來確保輸入的高功率因數(shù)。SCR整流電路一般有6脈沖和12脈沖整流。如圖3-6為SCR整流原理示意圖及采用三相SCR全橋整流電路6脈沖整流器圖，SCR觸發(fā)脈沖順序：1－2－3－4－5－6－1.
圖3-1 6脈沖SCR全橋整流原理圖
12脈沖整流器采用了兩個(gè)6脈沖整流器，其中一個(gè)6脈沖整流器的輸入經(jīng)過了一個(gè)30度移相的移相變壓器。如圖3-2所示，圖中“負(fù)載”所指為“電池及逆變器”。
圖3-2 12脈沖整流器原理示意圖
4. 逆變器基本原理
4.1 SPWM波
