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双转换在线式APCUPS电源特性

作者:APC UPS 发布时间:2021-04-30 12:23:31点击:

顾名思义,双转换在线式电源执行两次电源转换。首先,将交流输入(包括所有电压尖峰,失真和其他异常)转换为直流。如前所述,这与SMPS在其设备中的工作方式非常相似。就像SMPS一样,双转换在线UPS使用电容器来稳定DC电压并存储来自AC输入的功率。然后,在UPS的精确控制下,DC再次转换为AC。这种交流输出甚至可能具有与交流输入不同的频率,这是在线交互式UPS无法实现的。在有交流输入的情况下,负载设备的所有电源都经过此双重转换过程

当交流输入超过指定范围时,相应的电源将从电池获取电力,因此ups输出不会受到影响。在大多数双转换在线设计中,UPS中交流输入和电池之间的转换要花费几毫秒的时间。类似地,在这些转换过程中,也通过“ DC”。链路中的电容器(参见下图)将存储的能量提供给逆变器。因此,即使进入“ DC link”的电源短时间中断,ups的输出电压也不会受到影响,可以连续供电

在现代设计中,几乎所有拓扑结构中都包括独立的电池充电电路,因此在线双转换在线电源通常至少具有三个电源转换过程。图5说明了根据IEC标准62040-3的这种拓扑

在线双重转换具有电源特性

除了执行AC到DC转换外,整流器还提供功率因数校正(PFC)功能,这意味着它以平滑正弦波而不是脉冲的形式从AC线获得电流。由于PFC可以“校正”输入电流波形,因此可以获得更少的电流并减少高频谐波。即使是由

供电的设备,UPS也会以脉冲形式(非PFC)获取电流

在满载操作的条件下,双转换在线模式的可接受的交流输入电压范围类似于在线交互模式。但是,与在线互动模式不同,如果UPS不以满负荷运行,则双转换在线自供电电源可以在较低的输入电压下运行。对于典型的120V双转换UPS,这意味着即使输入电压低至标称值的50%(60V),它也可以使用负载较小的交流电源工作。尽管这是在线拓扑的一个吸引人的功能,但很少使用(主要用于演示),因为这种长期干扰非常罕见,并且实际负载条件差异很大

对于任何给定的功率容量,在线UPS通常小于在线交互式UPS。尽管它具有更多的组件(通常是它的三倍),但是它们很小。对于大于2200va的大型电源设备尤其如此,与实时可扩展的在线交互式UPS相比也是如此。

在线拓扑通常包含旁路电路,可以在长时间过载或双转换电路出现问题的情况下使用。旁路模式和逆变器模式之间的切换通常会导致输出下降一毫秒,类似于从在线交互式ups切换至电池的切换。结果,大多数在线设备依靠SMPS来承受这些上升的输出干扰。对于在线交互式设备,只要ups输出中断在指定范围内,就不会有问题

要考虑的因素(在线双重转换)

①在线双重转换包含更多在较高温度下连续运行的组件。在相同条件下,这些组件的使用寿命比在线交互中的类似组件的使用寿命短

(2)双转换在线模式比在线交互模式消耗更多的功率,因为在存在交流输入的情况下,它需要连续转换和反向转换输入功率,然后输出它

(3)在线双重转换将产生更多的热量,并将这些热量释放到IT环境中。必须采取有效措施消除热量,以减少对其他系统甚至UPS电池使用寿命的影响。

(4)在线电源转换过程需要连续运行,以为其负载提供精确调节的输出电压,该输出电压可以承受等于其总额定功率的负载。但是,这种性能改进也带来了相关成本的增长。毫无疑问,提供精确调节的交流输出电压的能力是在线双重转换占据电源结构的优势之一。但是,如上所述,由于SMPS可以提供电压调节功能,因此SMPS不需要具有精确调节功能的交流电