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APCUPS电源与开关式电源SMPS

作者:APC UPS 发布时间:2021-04-30 12:22:35点击:

        5000va以下的APC UPS系统采用以下两种基本设计方案:在线互动式和在线双转换。用于确定购买哪些ups的大多数因素都是直观且易于理解的:例如备用电池时间,成本,尺寸,制造商,输出插座的数量,可管理性等。但是,有些非直观因素并非如此。容易明白。拓扑是最难理解和讨论的因素之一。 apcups电源的拓扑结构(内部设计)会影响apcups电源在各种环境中的工作模式

        因为有些陈述指出某些拓扑由于其出色的性能对于关键任务应用程序绝对必不可少,所以它会误导我们选择正确的拓扑。因为这些陈述通常来自制造商,以促进他们宣称的“杰出性能”拓扑,所以仅凭这样的陈述很难做出明智的决定。本白皮书的目的是客观地解释以下两种最常见的拓扑的优缺点:在线交互和在线双重转换

在功率范围的高端和低端,很少有人争论这两种拓扑的优缺点。 5000va以上,由于其规模大,成本高,从经验的角度来看,在线互动是不切实际的。在低端(下)由于其他拓扑(包括在线交互)对于较小的负载更为实用,因此很少考虑在线双重转换关于在线双重转换和在线交互式拓扑的争论通常集中在功率范围内的750va至5000va。在此范围内,每种拓扑在功能和经济性方面均不优于其他拓扑,因此应根据特定的安装情况进行分析。尽管在线交互式拓扑已成为该功率范围内部署最广泛的拓扑,但是随着半导体技术和制造技术的发展,双转换在线拓扑变得越来越流行。UPS在线交互式的价格已急剧下降,并且价格低廉。在线互动并不明显,这使得两者之间的选择比过去更加困难。为了在这种“重叠”情况下选择最佳拓扑,有必要全面评估每种拓扑在做出有关UPS拓扑的任何决定之前,重要的是要了解受保护设备的要求以及将要安装的防护罩的环境。您将获得什么样的成功?在得出明智的结论:拓扑可以更好地满足应用程序要求之前,必须了解这些基本要求。设备和交流电源:SMPS

电源通常以交流电(AC)的形式传输,无论是市电还是备用发电机。交流电压在正负之间转换(理想状态是理想的正弦波),并且在每个周期两次通过零电压。尽管可能无法用肉眼察觉到,但当电压经过零以改变极性时,连接到市电的灯泡实际上每秒闪烁100或120次(分别交流50或60次)。

设备如何使用交流电为其处理电路供电?当线路电压改变极性时,是否还会每秒“关闭” 100次(或更多)?显然,这里有一个IT问题设备必须解决这个问题。实际上,解决这个问题的所有现代IT设备都是使用开关电源(SMPS)。 

        SMPS首先,将包括所有非理想状态因素(电压尖峰,失真,频率变化等)的交流电压转换为稳定的直流电压。此过程为交流输入和其他功率组件之间的储能元件(称为电容器)充电。当正弦波达到或接近其峰值(正峰值和负峰值)时,电容器通过交流输入充电(每个交流周期有两个脉冲),并将以其处理电路下游所需的任何值放电。在电容器的整个设计生命周期中,它吸收了这些正常的交流脉冲和异常的电压尖峰。因此,与闪光灯灯泡不同,它的设备在稳定的DC上运行,而不是在城市电网中的脉冲DC上运行讨论还远远没有结束。微电子电路需要非常低的直流电压(3.3V,5V,12V等),但是刚才提到的通过电容器的电压高达400V。SMPS还将精确地将该高压DC转换为低压DC输出在此降压过程中,SMPS将执行另一个重要功能:提供电流隔离。电流隔离是电路的物理隔离,以实现两个目的。主要目的是安全预防电击。第二个目的是防止由于共模(接地)电压或噪声导致的设备损坏或故障

           SMPS可以平滑交流输入正弦波的峰值之间的电压过渡,并以相同的方式平滑交流电源异常或短暂中断时的电压变化。对于设备制造商而言,这是一项非常重要的功能,因为制造商不希望仅由于非常细微的AC异常而导致其设备无法正常工作。如果电源的质量或性能使其无法承受小的交流电,如果电路异常,则设备制造商将冒着自己的声誉冒险。对于通常具有内置高质量电源的高级网络和计算设备而言,尤其如此。

为了说明此承载能力,通常将计算机电源连接到大负载,然后断开交流输入。监视电源的输出,以确定在没有交流输入的情况下可以继续提供可接受的输出电压的时间。显示的波形是电源的输入电压,输入电流和直流输出电压综上所述,SMPS具有以下优点:


  ①它们可以接受各种输入电压和频率变化,而不会降低性能

(2)在交流输入和直流输出之间具有内置的电流隔离装置,因此无需采取输入共模(零线接地)隔离措施(3)在不降低使用寿命或可靠性的情况下,它们可以接受明显的输入电压失真(4)它们具有内置的“承受”时间,并且可以承受短暂的电源中断


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