UPS電源基本原理和故障分析

　一、UPS設備概述 
　　隨著計算機的普及信息處理技術的不斷發展，當今在通訊系統，信息處理系統，自動控制系統，交通管理系統，醫用控制系統及航空航天、氣象金融等。許多部門都已普及應用了計算機。為了保證計算機的正確、安全運行，我們對供電電源提出了越來越嚴格的要求，而UPS就是針對這一要求而設計發展普及起來的一種供電系統（Uninterruptible Power System）稱為“不間斷電源系統”或“不停電供電系統”簡稱UPS?，F在不間斷電源，在計算機的外圍設備中已經從一個不是很受重視的角色迅速演變成為互聯網的關鍵設備及電子商務的保衛者。UPS作為信息社會的基石，已開始了它新的歷史使命，隨著國際互聯網時代的到來，對電力供電質量提出了越來越高的要求，無論是整個網絡的設備還是數據傳輸途徑給以端到端的全面保護，都要求配備高質量的不間斷電源。 
　　當市電供電出現以下供電質量問題時：
　?。?）電涌。
　?。?）高壓尖峰。
　?。?）暫態過壓。
　?。?）電壓下陷。
　　（5）線路燥聲。
　?。?）頻率偏移。
　?。?）持續低壓。
　?。?）市電中斷。
　　UPS將確保輸出以穩定、純凈，不間斷的正弦波交流電壓，從而使微機系統正常工作。
　　二、基本應用原理
　　從基本應用原理上講，UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩壓穩頻輸出的電源保護設備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態開關等幾部分組成。
　　1)整流器：整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：，將交流電（AC）變成直流電(DC)，經濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用； 
　　2)蓄電池：蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。其主要功能是：１當市電正常時，將電能轉換成化學能儲存在電池內部。２當市電故障時，將化學能轉換成電能提供給逆變器或負載； 
　　3)逆變器：通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成； 
　　4)靜態開關：靜態開關又稱靜止開關，它是一種無觸點開關，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉換型和并機型兩種。轉換型開關主要用于兩路電源供電的系統，其作用是實現從一路到另一路的自動切換；并機型開關主要用于并聯逆變器與市電或多臺逆變器。 
　　目前，主流的UPS廠商有APC、山特等，都提供各種級別的UPS滿足不同用戶群的需要。
　　從原理上來說，UPS是一種集數字和模擬電路，自動控制逆變器與免維護貯能裝置于一體的電力電子設備； 
　　從功能上來說，UPS可以在市電出現異常時，有效地凈化市電；還可以在市電突然中斷時持續一定時間給電腦等設備供電，使你能有充裕的時間應付； 
　　從用途上來說，隨著信息化社會的來臨，UPS廣泛地應用于從信息采集、傳送、處理、儲存到應用的各個環節，其重要性是隨著信息應用重要性的日益提高而增加的。
　　三、常見故障參考
　　因此我們(索瑞德UPS電源解決方案專家)對UPS電源常見故障現象的分析處理進行介紹，通過以下參考能夠幫助到一些廣大朋友。 
　　問題一：有市電時UPS電源輸出正常，而無市電時蜂鳴器長鳴，無輸出。    
　　故障分析:從現象判斷為蓄電池和逆變器部分故障，可按以下程序檢查:
　　1、檢查蓄電池電壓，看蓄電池是否充電不足，若蓄電池充電不足，則要檢查是蓄電池本身的故障還是充電電路故障。
　　2、若蓄電池工作電壓正常，檢查逆變器驅動電路工作是否正常，若驅動電路輸出正常，說明逆變器損壞。 
　　3、若逆變器驅動電路工作不正常，則檢查波形產生電路有無PWM控制信號輸出，若有控制信號輸出，說明故障在逆變器驅動電路。 
　　4、若波形產生電路無PWM控制信號輸出，則檢查其輸出是否因保護電路工作而封鎖，若有則查明保護原因；
　　5、若保護電路沒有工作且工作電壓正常，而波形產生電路無PWM波形輸出則說明波形產生電路損壞
　　上述排故順序也可倒過來進行，有時能更快發現故障。
　　問題二：逆變器功率級一對功放晶體管損壞，更換同型號晶體管后，運行一段時間又燒壞的原因是電流過大，而引起電流過大的原因有: 
　　1、過流保護失效。當逆變器輸出發生過電流時，過流保護電路不起作用； 
　　2、脈寬調制(PWM)組件故障，輸出的兩路互補波形不對稱，一個導通時間長，而另一個導通時間短，使兩臂工作不平衡，甚至兩臂同時導通，造成兩管損壞； 
　　3、功率管參數相差較大，此時即使輸入對稱波形，輸出也會不對稱，該波形經輸出變壓器，造成偏磁，即磁通不平衡，積累下去導致變壓器飽和而電流驟增，燒壞功率管，而一只