第一讲、通信用UPS概述
第一节、UPS的定义与特点
第二节、UPS的作用与分类
第三节、市电供电电源主要质量问题
第一讲、通信用UPS概述
第一节、UPS的定义与特点
一、UPS的定义
UPS的英文全称是Uninterruptible Power Supply，它是一种交流不间断供电电源系统，即UPS是一种能为负载提供不问断、不受外部干扰的交流屯连续供电电源系统。这里需要强调的足：UPS是指包括UPS土设备和为其配套的配电设各存内的系统，而不是指单一的设备。
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第一节、UPS的定义与特点
二、 UPS的特点
(1)供电可靠性高
由于UPS能够为负绒提供土、各两套供电系统，而且备用电源和主电源通过静态开关进行四换，切换刚间极短且主、备电源始终保持锁相同步-故停电叫从负载侧看来，电源没有丝毫的中断，这就为负载连续、可靠地运行提供了强有力的保障。
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第一节、UPS的定义与特点
二、 UPS的特点
(2)供电质量高
UPS采用了微机控制的电子负反馈电路，因此其输出电压稳定度较高，可以达到±0 5％～±2％。同叫，由于UPS利川石英晶体振荡来控制逆变器的频率，故输出频牢稳定，稳定度可达±％～±0 5％，电压失真度也较小(电压畸变小于1％时，不存在谐波失真的问题)。
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第一节、UPS的定义与特点
二、 UPS的特点
(3)效率高，损耗低
由于UPS中的逆变器采用了PWM(Pulse—Width Modulation，脉冲宽度调制)技术，因此它具有开关电源的一系列优点。通过精确调整脉冲宽度，可保证功率稳定输冉。同时，开天管在截止期问役有电流流过，故自身损耗小，其供电效率可达90％以上。
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第一节、UPS的定义与特点
二、 UPS的特点
(4)故障率低，维护容易
由于采用了微处理器监控技术和先进的IGBT绝缘栅双极晶体管、驱动型SPWM(Sinusoidal Pulse WidthM0dulation，正弦波脉冲宽度调制)技术等，几前UPS的叫靠性已达到了极高的水平。对于大型UPS，其单机的年平均故障间隔时间(MlBF)超过20×105h的水平已不成问题。如果采用烈总线输入加双总线输出的多机“冗余”型UPS供电系统，其MTBF甚至可达1×106的数量级。
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第二节、UPS的作用与分类
一、UPS的作用
许多重要的用电设备，如计算机、通信设备等对供电质量的要求很高，不仅要求不停电，还要求电压和频率稳定且波形完好，因此不间断电源(UPS)的新型供电系统得到迅速发展和普及。通信机房除了以直流-48V用电设备为主外，还有交流380V／220V的用电设备。
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第二节、UPS的作用与分类
一、UPS的作用
-48V直流电源是通信机房最重要的基础电源，但随着通信行业的飞速发展，新的用电趋势已发生变化，各通信机房UPS供电负荷与直流供电负荷比例已达到相当的比例，UPS电源将成为通信机房主要的基础电源，因此UPS系统的供电质量成为通信网络畅通的主要命脉之一。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
UPS的品牌和种类繁多，可从电路主结构、后备时间、输入／输出方式、输出波形和输出容量等5个方面对其进行分类，其中按电路主结构进行分类是目前最常用的分类方法。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
1 、按电路主结构分类
(1)后备式UPS
后备式UPS在市电供电正常时，市电直接通过交流旁路和转换开关向负载供电，交流旁路相当于一条供电回路，逆变器不工作，此时供电效率高但质量差。为此，在交流旁路上配置了交流稳压电路和滤波电路加以改善。当市电异常时，后备式UPS通过转换开关切换到由蓄电池提供电能的状态，逆变器进入工作状态，此时输出波形为交流正弦波或方波。后备式UPS存在切换时间，一般为4～10ms。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
1 、按电路主结构分类
(2)在线式UPS
在线式UPS一般采用双变换模式。当市电正常时，在线式UPS输入交流电压，通过充电电路不断对蓄电池进行充电，同时AC／DC电路将交流电压转换为直流电压，然后通过脉冲宽度调制技术，由逆变器再将直流电压逆变成交流正弦波电压并供给负载，起到无级稳压的作用。当市电中断时，后备蓄电池开始工作，此时蓄电池储存的电能通过逆变器变换成交流正弦波或方波并供给负载，因此无论是在市电供电正常时还是在市电中断、由蓄电池逆变供电期间，逆变器始终处于工作状态，这就从根本上消除了来自电网的电压波动和干扰对负载的影响，真正实现了对负载的无干扰、稳压、稳频以及零转换时间。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
1 、按电路主结构分类
(3)双逆变电压补偿在线式UPS
双逆变电压补偿技术也称为Delta技术，是目前国际上最先进的技术，它成功地将交流稳压技术中的电压补偿原理运用到UPS的主电路中。当市电正常时，两组逆变器只对输入电压与输出电压的差值进行调整和补偿，逆变器承担的最大功率仅为输出功率的20％。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
1 、按电路主结构分类
(4)在线互动式UPS
在线互动式UPS是介于后备式UPS和在线式UPS工作方式之间的UPS设备，它集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点。在线互动式UPS的逆变器一直处于工作状态，具有双向功能：在市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作状态，给蓄电池组充电，起充电器的作用；在市电异常时，逆变器立刻转入逆变工作状态，将蓄电池组的直流电压转换为交流正弦波并输出。在线互动式UPS也有转换时间，但比后备式UPS短，保护功能较强。另外，它还采用了铁磁谐波变压器，在市电供电时具有较好的稳压功能。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
2、按后备时间分类
(1)标准机
配备有内置蓄电池组的UPS称为标准机。由于受体积和重量的限制，标准机仅局限于中、小功率的UPS。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
2、按后备时间分类
(2)长效机
需外接蓄电池组的UPS称为长效机，长效机的容量从几百伏安到几万伏安可供选择。在实际应用中长效机有着很大的机动性，用户可以根据自己所需后备时间的长短来确定采用何种容量的蓄电池。UPS的后备时间与蓄电池容量的关系可以根据以下的公式来确定：
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
2、按后备时间分类
(2)长效机
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
2、按后备时间分类
(2)长效机
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
3、按输入，输出方式分类
根据输入／输出方式，可分为单相输入／单相输出UPS、三相输入／单相输出UPS和三相输入/三相输出UPS。小功率UPS都采用单相输入／单相输出方式，而中、大功率UPS多采用三相输入／单相输出和三相输入／三相输出方式。对于用户来说，采用三相供电时市电配电和负载配电比较容易，每一相都承载一部分负载电流。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
4、按输出波形分类
按输出波形，可分为输出波形为正弦波的UPS和输出波形为方波的UPS。输出波形为方波的UPS不适合带感性负载，因为感性负载会使方波产生瞬态尖波，从而给UPS和负载设备造成破坏。大多数后备式UPS的输出波形为方波。
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第二节、UPS的作用与分类
二、UPS的分类
5、按输出容量分类
按输出容量，可分为微型UPS (输出功率≤1KVA)、小型UPS (1 KVA <输出功率≤5 KVA)、中型UPS (5 KVA <输出功率~<30 KVA)以及大型UPS(输出功率>30 KVA以上)。
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第二节、UPS的作用与分类
三、 UPS的功能
UPS电源具有5个功能：
(1)双路电源之间的无间断切换功能。两路电源(一类供电电源和三类供电电源)可通过UPS实现无间断切换。
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第二节、UPS的作用与分类
三、 UPS的功能
UPS电源具有5个功能：
(2)隔离干扰功能。在UPS中，交流输入电压经整流后加入逆变器对负载供电，这样可将电网电压瞬时间断、谐波、电压波动、频率波动以及噪声等电网干扰与负载隔离，既可以使负载不干扰电网，又使电网中的干扰不影响负载。
第一讲、通信用UPS概述
第二节、UPS的作用与分类
三、 UPS的功能
UPS电源具有5个功能：
(3)电压变换功能。通过UPS，可以将输入电压变换成需要的电压。
(4)频率变换功能。通过UPS，可将输入电压的频率变换成需要的频率。
(5)后备功能。UPS中的蓄电池储存了一定的能量，市电间断时蓄电池通过逆变器继续供电。后备时间可以为5、10、15、30、90min甚至更长。
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第二节、UPS的作用与分类
三、 UPS的功能
UPS电源具有5个功能：
(3)电压变换功能。通过UPS，可以将输入电压变换成需要的电压。
(4)频率变换功能。通过UPS，可将输入电压的频率变换成需要的频率。
(5)后备功能。UPS中的蓄电池储存了一定的能量，市电间断时蓄电池通过逆变器继续供电。后备时间可以为5、10、15、30、90min甚至更长。
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第三节、市电供电电源主要质量问题
目前，我国市电供电电源质量一般为：电压波动±10%，频率50Hz±，有些地区，还达不到这个标准。而市电电网中接有各式各样的设备，来自外部、内部的各种噪声，又会对电网形成污染或干扰，甚至使电网污染十分严重，如图5-1-1所示。这些污染主要有以下几种。
第一讲、通信用UPS概述
第三节、市电供电电源主要质量问题
一、电压浪涌
电压浪涌是指一个周期或多个周期，电压超过额定电压值的110%。比如重型设备的关机，由于电网中电流突然消失，其线路电感（分布参量）反电势造成电压上升；另一方面，线路电阻上电压降的突然消失，也会造成电压上升。
第一讲、通信用UPS概述
第三节、市电供电电源主要质量问题
二、电压尖峰
电压尖峰是指在二分之一周至100ms期间内，叠加达6000k V 以上的电压脉冲。这主要由雷电、开关操作，电弧式故障和静电放电等因素造成。
三、电压瞬变
电压瞬变是指在10ms至100ms期间，叠加在市电电压上达20 k V的脉冲电压。它的产生大致和电压尖峰差不多，只是在量上有区别。
第一讲、通信用UPS概述
第三节、市电供电电源主要质量问题
四、噪声电压
噪声电压是指叠加在工频电压上的低幅度，而频率范围很宽的高频分量。这种现象，在电网中很普遍，它的产生一般是电机电刷打火，继电器动作，广播发射，微波空中传播，电弧焊接，远距离雷电等。
第一讲、通信用UPS概述
第三节、市电供电电源主要质量问题
五、过压
过压是指超过电网电压正常有效值一定百分比的稳定高电压。一般是由于接线错误，电厂或电站的误调整，附近重型设备关机。对单相电压而言，也可能是由于三相负荷不平衡或者是中线接地不良等原因造成。
第一讲、通信用UPS概述
第三节、市电供电电源主要质量问题
六、电压跌落
电压跌落是指一个或多个周期电压低于80%～85%额定电压有效值。主要是由于附近重型设备的启动或者电动机类机器启动造成。
七、欠压
欠压是指低于正常市电有效值一定百分比的稳定低电压。这主要是由于这负荷而造成电网电压的降低。
八、电源中断
电源中断是指超过一周期的无电状态。
第一讲、通信用UPS概述
第三节、市电供电电源主要质量问题
以上污染或干扰对计算机或其他敏感先进仪器设备所造成的后果不尽相同。如电源中断，可能造成硬件损坏；电压跌落，可能会使硬件提前老化、文件数据受损；过压或欠压、浪涌电压等，可能会损坏驱动器、存储器、逻辑电路，还可能产生不可预料的软件故障；噪声电压和瞬变电压以及电压叠加，可能损坏逻辑电路和文件数据等等。
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第三节、市电供电电源主要质量问题
大家都知道，这些污染或干扰，供电电网是较难避免的，而这些污染或干扰对于计算机的动作，对于要求市电输出保持良好正弦波形且不带干扰的设备来说又是十分不利的。
为了保证计算机类或其他敏感先进仪器设备的安全运行，为了满足计算机类或其他敏感先进仪器设备，对供电电源质量提出的严格要求，而发展和普及起来的一种新型供电系统（Uninterruptible Power System），称为“不间断电源系统”或“不停电供电系统”，简称UPS。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
从主电路结构和不问断供电的运行机制来看，目前技术成熟并已形成产品的各种UPS主要有四大类：后备式UPS、在线互动式UPS、双变换在线式UPS以及双向变换串并联补偿在线式UPS (Delta变换器、双逆变电压补偿技术)。UPS通常由输入整流滤波电路、功率因数校正电路、蓄电池组、充电电路、逆变电路、静态开关电路、控制监测显示及保护电路共7个部分组成。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(1)输入整流滤波电路
UPS中，常用的整流电路有单相不可控和可控整流电路、三相不可控和可控整流电路。滤波器可分为电容输入或电感输入两种。电容输入滤波器的输出电压较高，但要求变压器输出的峰值电流较大，且负载调整较差。电感输入滤波器的输出特性较好，但需要较大的扼流圈且成本较高。目前UPS中通常采用电容和电感组成的LC滤波器。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(2)功率因数校正电路UPS中，交流市电经整流后都采用大容量电容器进行滤波，而且整流电路输出端还并联有蓄电池。在电容器或蓄电池充电期间将形成脉冲电流。该电流峰值很高，会产生高次谐波电流并导致功率因数下降，功率因数校正电路可使电网输入电流变为与输入电压同相位的正弦波。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(3)蓄电池组
蓄电池组是UPS的心脏。市电正常时，蓄电池充电，将电能转化为化学能并储藏起来，市电中断时，UPS蓄电池中电量维持逆变器工作。目前，中小型UPS中广泛使用阀控铅酸蓄电池。在长延时(4h或8h)的UPS中，蓄电池的成本甚至超过主机的成本。正确使用蓄电池组，对延长蓄电池的使用寿命至关重要。使用正确，阀控铅酸蓄电池的寿命可达10年以上。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(4)充电电路
UPS中，一般充电电路都是独立工作的。也就是说，即使不用逆变器，只要将交流电源接通，充电电路就开始工作。在充电过程中，首先采用恒流充电，当蓄电池的电压达到浮充电压后，再转为恒压充电，直到电池被充足。因此，充电电路一般有两个反馈回路，一个作电流反馈，一个作电压反馈。主电路一般采用开关型整流电路。为了缩短充电时间，各种快速充电电路在UPS中也得到了应用。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(5)逆变电路
逆变器的作用是将市电整流后的直流电压或蓄电池电压变换成交流电压。在后备式UPS中，逆变器输出电压波形一般为准方波；在在线式UPS中，逆变器输出电压多为正弦波脉宽调制(SPWM)波形，该波形经LC滤波器滤波后可得到标准的正弦波。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(6)静态开关电路
静态开关的作用是保护UPS和负载，并实现市电旁路供电和逆变器供电的转换。UPS过载时，为了保护逆变器，当市电正常时，UPS通过静态开关将输出由逆变器转换到市电；当逆变器出现故障时，为了保证负载不断电，UPS的输出也通过静态开关输出切换到市电。由于UPS内部一般都有同步锁相电路、同时静态开关转换时间较短因此在转换过程中不会出现供电间断。小型UPS 一般采用快速继电器作为静态开关，大、中型UPS则采用反向并联的快速晶闸管作为静态开关。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(7)监控、监测、显示保护电路
UPS输出电压的精度、波形失真度以及工作可靠性均与控制电路密切相关。控制电路主要有SPWM产生电路、闭环调压电路、同步锁相电路等。为了使UPS可靠工作，还应具有较完善的保护电路。一般的UPS中都有电池电压过低自动保护电路、逆变器输出过载或短路自动保护电路、逆变器过压自动保护电路、市电电压过高自动和UPS延迟启动自动保护电路等。为了随时掌握和了解工作状态及其运行情况，UPS中还设有监测电路、显示电路及报警电路。
第二讲、UPS的基本工作原理
第一节、UPS的主要类别及主要组成部分
(7)监控、监测、显示保护电路
UPS输出电压的精度、波形失真度以及工作可靠性均与控制电路密切相关。控制电路主要有SPWM产生电路、闭环调压电路、同步锁相电路等。为了使UPS可靠工作，还应具有较完善的保护电路。一般的UPS中都有电池电压过低自动保护电路、逆变器输出过载或短路自动保护电路、逆变器过压自动保护电路、市电电压过高自动和UPS延迟启动自动保护电路等。为了随时掌握和了解工作状态及其运行情况，UPS中还设有监测电路、显示电路及报警电路。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
后备式UPS是静止式UPS的最初形式，因为应用得早，用得广泛，因而技术和产品都是很成熟的。后备式UPS的电路结构如图2—1所示。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
1、电路各环节的功能
(1)充电器。当市电正常时，充电器对蓄电池进行充电和浮充电。
(2)DC／AC逆变器。当市电正常时，逆变器不工作；当市电中断时，由它将直流电压(由蓄电池供给)转换成符合负载要求的交流电压。电压波形有方波、准方波和正弦波三种形式。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
1、电路各环节的功能
(3)输出转换开关。当市电正常时，输出转换开关接通输入电源，向负载供电；当市电中断时，输出转换开关在断开市电回路的同时接通逆变器，继续向负载供电。
(4)自动稳压器。当市电正常时，智能调压电路可用来调节并稳定输出电压。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
2、工作原理
当电网供电正常时，一路市电通过整流器对蓄电池进行充电，而另一路市电通过自动稳压器初步稳压，吸收部分电网干扰后，再由旁路转换开关直接提供给用户。此时，蓄电池处在充电状态，直到蓄电池充满而转入浮充状态。UPS相当于一台稳压性能较差、无交流稳压功能的稳压器，仅对市电电压幅度波动有所改善，对电网上出现的频率不稳、波形畸变等“电污染”不作任何调整。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
2、工作原理
当电网电压或电网频率超出UPS的输入范围时，即在非正常的情况下，交流电的输入已被切断，充电器停止工作，蓄电池进行放电，在控制电路的控制下逆变器开始工作，使逆变器产生220 v、50：Hz的交流电，此时UPS供电系统转换为由蓄电池一逆变器继续向负载供电。后备式UPS的逆变器总是处于后备供电状态。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
2、工作原理
后备式UPS的缺点是当电网供电出现故障时，由电网供电转换到蓄电池经逆变器供电瞬间存在一个较长的转换时间。对于那些对电能质量要求较高的设备来说，这一转换时间的长短是至关重要的。再者，由于后备式UPS的逆变器不是经常工作的，因此不易掌握逆变器的动态状况，容易形成隐性故障。
后备式UPS的优点是产品价格低廉，运行费用低。由于在正常情况下逆变器处于非工作状态，电网电能直接供给负载，因此后备式UPS的电能转换效率很高。蓄电池的使用寿命一般为3～5年。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
2、工作原理
后备式UPS的特点如下：
(1)后备式正弦波输出UPS的控制失真系数<5％。当后备式UPS的负载过轻时，其失真系数将有所增大，因此这种UPS负载需达到其额定值的30％以上。
(2)后备式正弦波输出UPS的控制电路采用了50HZ市电同步技术，在一定程度上解决了市电—逆变器之间供电转换时的交流电同步问题。它的转换时间大约为4ms。也就是说，这类UPS在进行市电一逆变器供电转换时，其转换时间决定了它对负载大约有4ms的供电中断，小于微型计算机允许的中断值10ms。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
一、后备式UPS的基本工作原理
2、工作原理
后备式UPS的特点如下：
(3)后备式正弦波输出UPS处于市电供电状态时，由于市电是直接通过抗干扰滤波器对负载供电的，因此噪声较小；处于逆变器工作状态时，由于脉冲调制频率为8kHz，因此噪声偏大，一般在55dB左右。
(4)后备式正弦波输出UPS在市电或逆变器供电时采用同一电源变压器，其交流输出端的相线与零线的位置是固定的。连接这种UPS输出端的相线与零线时必须遵守厂家的有关规定。另外要说明的是，220V交流输出的零线也就是UPS控制电路的地线。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
在市电正常时，在线互动式UPS供给负载的是改善了的市电；市电有故障时，负载完全由蓄电池提供的能量经逆变器变换后供电。在线互动式UPS中有一个双向变换器(Bidirectional conveaer)，既可以当逆变器使用，又可作为充电器。所谓在线互动式是指输入市电正常时逆变器处于热备份状态，仅作为充电器给蓄电池充电，如图2—2所示。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
(1)当市电供电正常时(150～267v之间)，市电电源经低通滤波器对从
市电电网串入的射频干扰及传导型电磁干扰进行适当衰减抑制后，市电电源将分如下调控通道去控制UPS电源的正常运行。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
当市电电源的电压处在150～175V之间时，鉴于市电输入电压偏低，在UPS电源的逻辑控制电路作用下，将开关Ko置于开启状态的同时，把位于采用变压器抽头调压方式运行中的升压绕组输入端的开关Kl置于开启状态。这样输入的幅值偏低的市电电源经升压处理后(一般从升压绕组所输出的电压是市电输入电压的～倍)，会将一个幅值较高的市电电源经转换开关送到负载。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
当市电电源在264～276V之间时，为防止出现由于将较高的市电电压直接送往负载而损坏负载的事故发生，在UPS的逻辑控制电路作用下，在将开关Ko置于开启状态的同时，还将位于采用变压器抽头调压方式运行中的降压绕组输入端开关K2置于闭合状态。这样，从降压绕组所输出的市电电压(一般为输入电压的倍)经转换开关送到负载，从而达到使负载安全运行的目的。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
当市电电源处于上述的150～276V范围内时，在线互动式UPS除了向用户的负载提供220(1±20％)v的电源外，还经身兼逆变器／充电器两种控制功能的变换器向电池组充电，以便在市电工作不正常时提供足够的直流能量。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
(2)当市电供电不正常时，在逻辑控制电路的调控下，UPS电源的各关键控制部件完成如下操作。
①逆变器／充电器控制模块将会从原来的充电工作方式转入逆变器工作方式。此时不再由逆变器／充电器模块来向电池组充电，而是由电池组向逆变器／充电器模块放电。在蓄电池所提供的直流能量的支持下，该模块经正弦波脉宽调制(SPWM)向外送出稳压的正弦波形的逆变器电源。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
②转换开关在切断交流旁路供电通道通往负载端的同时，把逆变器供电通道同负载连接起来，从而实现由UPS逆变器电源向负载提供正弦波电源的操作。
③在逻辑控制电路的调控下，充电器停止工作。
综上所述：仅当市电供电不正常时，在线互动式UPS才由它的逆变器向外提供质量较高的正弦波电源；而在市电正常时，它向外提供的是仅对市电电网的电压稍加稳压处理的质量偏低的正弦波市电电源。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
(3)在线互动式UPS的特点有以下几点。
①电路简单，成本低，可靠性更高。
②变换器同时有充电功能，省掉了一般双变换式UPS的附加充电器，其充电能力要比附加充电器强得多，这样，当要求长延时供电时，无需再增加机外充电设备。
③由于变换器与输出设备直接接在一起，没有转换开关的限制，所以输出功率可提高。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
(3)在线互动式UPS的特点有以下几点。
④当市电正常时，效率可达98％以上，输入功率因数和输入电流谐波成分取决于负载电流，UPS本身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真。小容量的在线互动式UPS输出电压稳定精度较差，但也能满足一般计算机负载的要求。因为在线互动式UPS变换器直接接在输出端，并且处在热调整状态，对输出电压尖峰干扰有滤波作用。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
(3)在线互动式UPS的特点有以下几点。
⑤在线互动式UPS (2kVA以下的品种)的输出电压有一个较宽的变化范围，有的超过了±10％，因为小容量的UPS负载绝大多数是计算机，而计算机对交流输入电压的变化范围要求不高。在线互动式小功率UPS省去了过细的稳压环节，提高了可靠性。不过，3kVA及以卜的在线互动式UPS都增加了稳压环节，将输出电压稳定在±5％以内，这是因为考虑到容量较大的UPS负载除计算机或服务器外还有其他设备的缘故。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
(3)在线互动式UPS的特点有以下几点。
⑥在线互动式小功率UPS有2ms的切换时问，在市电正常时，整流器一方面为蓄电池充电，另一方面向逆变器提供能量；当市电不正常或中断时，UPS自动断开与市电的联系，逆变器转而向蓄电池索取能量，为负载供电。当整流电压低于蓄电池电压时，则蓄电池转充电为放电，没有任何“切换”，也就没有“切换时间”；但是，当逆变器过载或有故障时，必须将负载切换到旁路上去，这个切换时间不可能为0：当逆变器恢复正常后，负载必须由旁路切换回逆变器上。许多小功率UPS在完成上述切换时是靠继电器实现的，从而延长了切换时间。实际卜，切换时间对计算机的影响是很小的。小功率UPS的负载一般都是计算机，而十几毫秒甚至几十毫秒的断电对一般的
计算机是没有影响的。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
二、在线互动式UPS的基本工作原理
(3)在线互动式UPS的特点有以下几点。
⑦当市电正常时，由于在线互动式UPS不启动逆变器，而是将输入市电经过加工后为负载供电，因此这种UPS的输出频率随市电频率而变，即负载接收的就是市电频率，这就容易使人产生在线互动式UPS不稳频的感觉。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
所谓在线式，是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态，如图2—3所示。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
当电网供电正常时，电网输入的电压一路经过噪声滤波器除去电网中的高频干扰得到纯净电压，然后进入充电器对蓄电池充电；另一路进行整流和滤波，并将交流电转换为平滑直流电供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V、50HZ的交流电供负载使用。当发生断电时，交流电的输入被切断，充电器不再工作，但这时蓄电池放电，把能量输送到逆变器，再由逆变器把直流电变成交流电供给负载使用。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
因此，对负载来说，尽管市电己不复存在，但此时负载并未因断电而停运，仍可以正常运行。
在线式UPS一般为双变换结构。所谓双变换，是指UPS正常工作时，电能经过了AC／DC、DC／AC两次变换后再供给负载。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
在线式UPS主要具有以下特点。
①在线式UPS无论是在市电正常时，还是在市电中断而由机内蓄电池向逆变器供电期间，它对负载的供电均是由UPS的逆变器提供的。正因为如此，这就从根本上消除了来自市电电网的任何电压波动和干扰对负载工作的影响，真正实现了对负载的无干扰稳压供电。这显然不是任何一种抗干扰交流稳压电源所能解决的。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
在线式UPS主要具有以下特点。
②在线式UPS输出正弦波的波形失真系数最小，一般小于3％。
③在市电中断时在线式UPS能真正实现对负载的不问断供电。只要机内蓄电池能向UPS逆变器提供能量，无论市电是否中断，在线式UPS都是由逆变器向负载供电的。因此，从市电供电到市电中断的过程中，在线式UPS内部并没有产生任何转换动作，其对负载供电的转换时间为0。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
在线式UPS主要具有以下特点。
④在线式UPS同后备式UPS相比，具有优良的输出电压瞬变特性。一般在100％负载加载或100％负载减载时，它的输出电压变化范围为1％左右。
⑤在线式UPS一般采用20kHZ以上的PWM技术，其噪声较小，约为50dB。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
在线式UPS主要具有以下特点。
⑥在线式UPS的控制电路，采用了输入变压器、输出变压器及光电耦合器件等，将“强电”驱动部分与“弱电”控制线路部分从电的角度隔离开来，因而电路的可靠性得到了极大的提高。这种UPS的故障率一般都很低。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
(1)电路各环节功能
当前，绝大多数在线式UPS都采用双变换电路结构，如图2—4所示。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
该电路各环节功能如下：
●变换器l，该变换器为AC／DC变换。当市电存在时，它完成对蓄电池的充电，并通过变换器2向负载供电。该变换器多为不
可控整流或可控整流电路。
●变换器2，该变换器为DC／AC向逆变。当市电存在时，它由变换器1获得直流电能后再转换为交流并输出至输出端，并保证向负载提供高质量的交流电源；当市电中断时，由蓄电池通过变换器2向负载供电。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
该电路各环节功能如下：
●旁路开关，平时处在断开状态，当变换电路发生故障，负载有冲击性故障(例如启动负载时)或发生过载故障时，变换器停止输出，旁路开关接通，由电网直接向负载供电。旁路开关多为智能型的功率容量很强的无触点开关。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
(2)传统双变换在线式UPS 这是一种目前应用历史最长，认为性能最好的UPS。它的结构特点是除了具有整流器和逆变器外，还有输出隔离变压器。增加隔离变压器的主要原因是由于过去受电力电子器件的限制，缺少高耐压、大电流的功率器件作逆变器，整流器变换出的直流电压不能很高，所以逆变器输出的交流电电压比较低，需要用输出隔离变压器再进行一次升压。因其配有输出隔离变压器，可以将负载与市电中线进行有效的隔离和缓冲。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
它的工作特点是交流市电经整流器变为稳压直流，经过电容滤波后由逆变器变换为纯净的交流电，再经输出隔离变压器输出稳定适用的交流电压供给负载。由于负载功率完全通过两个变换器，因此属于串联调整范畴。这种UPS的正常工作状态就是逆变器工作状态，通信行业大多采用此类结构的产品。图2—5
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
为传统双变换在线式UPS的拓扑结构(拓扑结构是指互相连接各种设备的物理布局)。在图2—5中，AC／DC采用全波整流滤波电路，整流器可为可控硅整流器
(SCR)全控整流、半控整流或不控整流。SCR整流一般用在中功率或大功率UPS中，技术相当成熟。SCR工作在低频，控制简单，运行稳定可靠，效率高，整流器造价低。而对于小功率UPS来说，则将220 V交流电压直接整流滤波，因而更简单、更可靠，成本更低。UPS的稳压功能是由逆变器DC／AC来完成的。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
这种拓扑结构的UPS输入功率冈数低(一般为0．7左右)，输入电流谐波大(最大达30％)，改用12相整流(三相输入)或加输入滤波电感后，输入功率冈数可提高到左右，谐波电流降到10％以下。
UPS的输入功率因数低，意味着输入无功功率大，输入谐波电流污染市电电网，以脉动断续方式向电网索取电流。这种脉动电流在市电电网沿线路阻抗上形成脉动电压并叠加在电网电压的正弦波上，造成电压失真，使得由同一电网供电的变压器、电动机等产生附加谐波损耗、过热而加速绝缘老化，高次谐波对通信线路、测量仪器产生辐射干扰并影响电表计算精度。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
图2-5中蓄电池组通过二极管或可控管与市电整流滤波输出端并联。当整流后的电压低于蓄电池电压时，则由蓄电池向逆变器提供电能。逆变器的逆变桥一般由IGBT构成，IGBT一般工作在20kHz左右的SPWM状态。变压器T2具有电气隔离、升压以及采用其漏感达到滤波的作用。也有在T2的初级侧串接隔直电容的，以防变压器饱和电流大而损害功率器件。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
为了提高系统的可靠性，双变换在线式UPS一般增加了自动旁路电路。小功率采用继电器转换便能满足要求，而大功率一般为采用SCR方式的静态开关。在过载或双变换电路部分发生故障时负载由旁路供电，这是非正常工作状态，这种情况出现的概率比电网不正常的概率要小得多。功率较大的UPS在此基础上还增加了手动旁路(维修开关)，用于维修时保证负载继续运行。这类UPS具有以下特点。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
●除作单机运行外，还可并联增容和冗余，UPS在多机并联时可共用一套蓄电池组或具有各自的蓄电池组。
●输出电压无三次谐波，对两个方向上的电压变化都有缓冲作用。
●负载电压上无直流电流分量，容量可达500kVA以上。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
(3)带有源功率因数校正电路的双变换式UPS 采用电感等无源功率因数校正电路的UPS体积大，抑制高次谐波效果差。在UPS输入端增加有源功率因数校正电路，能有效地抑制高次谐波。比较典型的电路拓扑是采用UC3854控制升压式变换器的拓扑，它采用平均电流控制模式，具有较好的校正效果，功率因数值能达到，输入电流总谐波失真(THD)<5％。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
同时，一般在输入160～270V电压时均有较好的稳压效果，也很容易做到在输入120～160V电压时UPS也能工作，但必须降载使用(33％～50％负载)。
图2—6所示电路中的蓄电池组一般采用20～24节12V蓄电池，蓄电池升压(Boost)与交流功率因数(补偿)电容器(PFC)的输出电压一股为直流380V，供给逆变桥。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
在图2—6带APFC的双变换式UPS拓扑结构中，开关管S和二极管VD5处于硬开关状态。当S开通时，电流上升和电压下降同时进行； S关断时，电流下降和电压上升同时进行，于是存在开关损耗。当开关管硬关断时，感性元件感应出较高的尖峰电压，易造成开关管高压击穿；二极管由导通变为截止时，存在反向恢复时间，易造成直流电源瞬间短路。为了解决上述问题，特别在大功率应用中，采用UC3855控制的ZVT(零电压)一PFC拓扑结构。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
(4)双隔离的双变换式UPS在图2．5和图2．6所示的电路拓扑中，当系统处于旁路状态时，输入电压的干扰直接传输给了输出。图2—7所示的电路拓扑采用双隔离变压器，可以彻底隔离逆变和旁路输入干扰对输出的影响，同时可以使输出的零地(N、G)电压低于1v，在计算机网络中可以降低传输误码率，提高传输速度。但双隔离变压器的增加会导致UPS重量的增加和成本的提高。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
(5)全高频、单PFC半桥式UPS这种UPS的出现解决了传统双变换UPS体积大、效率低和造价高的问题。
与前者的不同之处在于没有输出隔离变压器。由于没有输出隔离变压器，因此也就没有隔离和缓冲的余地，对直流电压的要求也比前者严格。它必须采用两组蓄电池，其输出电压直接受负载变化的影响，逆变器功率管在接近满载时比传统式容易损坏，输出电压零线上有不易限制的谐波电流，因而零线电位不为零，输出电压中的直流分量以及负载上的直流分量也不易消除，容量也不易做大，一般为30kVA左右。目前国际上超过30kVA的技术和可靠性还不是很成熟。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
属于这种类型的UPS有Fenton(芬顿)、Newave(绿光)、和EXIDE(爱克赛)中等容量系列等。这种结构的UPS基于高耐压、大电流的功率器件的成功应用，没有输出变压器，采用PFC功率因数校正电路，直流电压高，逆变器输出电压经滤波后可直接达到标准的市电电压。而且逆变器的脉宽调制频率也比前者高，前者一般在10kHZ以下，而这种逆变器的一般在20KHZ以上。它的瞬态响应速度快。和传统式双变换结构(带输出隔离变压器)的串联调整式UPS相比，这种结构的UPS输入功率因数普遍较高(10kV·A以下可以达到0．99，10～20KV·A可达0．95以上)；效率也高(20kV·A以下效率可以提高20％～30％)，体积较小，重量较轻。其功率为20kV·A以下的产品已成为国际市场的标准产品。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
如前所述，由于双变换电路即使在市电很稳定时，也要对其进行两次变换后才将电能输送给负载，无形中白白浪费了不该浪费的那部分能量，不能充分利用市电。如果当市电稳定在某一指定范围时，不进行上述的两次变换，只进行必要的滤波，尔后将这个经过净化的电压直接输送给负载，这样就可以节约能源，提高效率，降低工作温度，从而提高可靠性。根据上述思想，双变换UPS就推出了经济运行模式。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
图2---8是小功率(1～3kV·A)高频在线式UPS常见的一种电路，S1的控制芯片一般采用UC3854。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
当输入市电在规定范围内时，经PFC一Boost升压得到±380V左右的直流母线电压(因输出220V正弦波的峰值为311V，同时考虑调制比以及死区)。出于经济方面的考虑，小功率(1～3kV·A)高频在线式UPS的蓄电池电压为36～120V(直流)不等，蓄电池低压经DC／DC升压变换至±375V(直流)并送到直流母线上。当市电输入超过规定范围时，退出PFC工作。一旦电容器C1、C2上直流母线电压由±380V降到±375V时，蓄电池开始供电，对输出电压来说不存在转换时间。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
AC／DC变换部分高频化提高了UPS的输入功率因数(0．98以上)，扩大了输入电压范围(±20％以上)，DC／AC逆变部分的高频化减小了输出滤波电感的体积，使功率密度增大。
由于无输出隔离变压器，因此零地(L、N)电压受到供电电网及负载的影响而较高，影响计算机网络的传输速度。一旦逆变器上桥臂的IGBT被击穿短路，直流母线高电压将加到负载上，危及负载的安全。因此，高频机如果能加上输出隔离变压器，性能将高于传统的双变换机。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
1、变换在线式UPS
(6)带双功率因数校正环节的全高频UPS
在5～10kV·A高频UPS中，一般采用双功率因数校正(BoostPFC)方式，如图2—9所示。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
双功率因数校正技术与单功率因数校正技术差不多，只是可把功率做得更大。
2 、Delta变换型UPS
图2—10是Delta变换型UPS的结构。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
为了简便，仅画出一相的电路，实际上三相电路是相同的，并且具有公共的直流母线。Delta变换器是一个正弦波电流源，串接在主电路中。它的功能是提供正弦波电流，监控蓄电池组的充电电平，调整输入功率因数，以及补偿市电电压与输出电压之间的差值△U。从电路结构上讲，它是一个双向变换器，逆变时输出功率在主电路中对输入电压进行正补偿；整流时吸收功率对输入电压进行负补偿。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
该拓扑一般应用在三相大功率UPS中，这种双变换电路拓扑把交流稳压技术中的电压补偿原理应用到UPS的主电路拓扑中。在主调压的基础上，再叠加一个可大可小、可正可负的电压，来弥补UPS输出电压与输入市电的差异，使UPS拓宽了市电输入范围，提高了输出稳压精度。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
(1)主变换器
它是一组DC／AC和AC／DC双向变换器，它的输出变压器的副边串联在UPS主电路中，其作用有3个：
一是对UPS输入端进行输入功率因数补偿，使输入功率因数l，输入谐波电流降到3％以下。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
二是当市电存在时，与主变换器一起完成对输入电压的补偿。当输入电压高于输出电压额定值时，Delta变换器吸收功率，反极性补偿输入、输出电压的差值；当输入电压低于输出电压额定值时，Delta变换器输出功率，正极性补偿输入、输出电压的差值，是串联补偿。变换器承担的最大功率(当输入电压处于上限和下限时)仅为输出功率的20％(相当于输入电压变化范围)，所以功率强度很小(最大有功功率仅为输出功率的1／5左右)，功率余量大，这就大大增强了UPS的输出能力。与双变换在线式UPS相比，过载能力得到了增强(200％，1min)，不再对负载电流波峰系数予以限制，可从容地对付冲击性负载，也不再对负载功率因数进行限制，输出有功功率可以等于标定的kv·A值。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
三是与主变换器一起完成对蓄电池的充电和浮充功能。
(2)Delta变换器
该变换器同样是DC／AC和AC／DC双向变换器，它的功能有4个：
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
一是同Delta变换器一起完成对输入、输出电压差值的补偿。
二是同Delta变换器一起完成对蓄电池的充电和电压浮充功能。
三是随时检测输出电压，保证输出电压的稳定(是个电压源)，并对负载电流谐波成分进行补偿，使其不对电网产生影响(属于并联补偿)。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
四是当市电中断时，全部输出功率由主变换器给出，并且保证输出电压不间断，转换时间为0。当负载电流发生畸变时，也由主变换器调整补偿掉。在市电存在时，由于两个逆变器承担的最大有功功率仅为输出功率的1／5左右，所以元器件乃至整机的寿命和可靠性必然大幅度提高。整机效率在很大的功率范围内都可达到96％。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
(3)串并联调整结构UPS的缺陷
●在市电存在时，Delta变换器承担的最大有功功率为额定功率的20％左右，但两个变换器承担的无功功率可能为输出功率的一倍。
●效率是个可变量，只有市电输入为额定值，负载为线性负载时，效率才达到最高值。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
(3)串并联调整结构UPS的缺陷
·尽管输入由两只可控硅隔离，当输入停电甚至出现短路时，相当于Delta变换器的负载出现过载或短路，将会断电，Delta变换器将进入保护状态。若保护失效，则故障将是毁灭性的。事实上，电网停电或短路时有发生。相比之下，双变换式UPS却不会出现此现象。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
(3)串并联调整结构UPS的缺陷
Delta变换型UPS虽然也是一种双变换电路，但不同于传统双变换型UPS。传统型UPS中两个变换器的工作是不可逆的，即第一个变换器只管整流，第二个变换器只管逆变。而图2—8中两个变换器都是可逆工作的，两个变换器随时交替工作在整流和逆变状态下，在PWM控制下经LC滤波后取平均值。整流宽度大于逆变宽度时，平均值效果是给出功率，反之是吸收功率。上述的工作过程又可用图2一11所示的：Delta变换型UPS简化电路图来进一步说明。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
图2—11电路采用半桥式电压型逆变器，由功率器件T3、T4、VD3、VD4构成主变换器，经L4、c4滤波后与输出端负载并联；由T1、T2、VDl、VD2构成Delta变换器，其输出端经变压器TR耦合串联在市电输入端(再经L3、C3滤波)与负载之间。主变换器受输出电压基准和反馈信号研经比较器A2及PWM2的控制，形成电压环，通过直流环节反馈到Delta变换器，在TR上形成相应的补偿电压，以保持输出电压的稳定。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta(三角洲)变换型UPS
(双逆变电压补偿技术)Delta变换器受输入电流基准和反馈信号耳经比较器A1及PWM1的控制形成电流环，其控制量是交流输入电
流五。当交流输入电源中断或不可用时，Delta变换器停止工作，使市电输入回路断开，负载由主变换器利用蓄电池组的能量来支持。这时Delta变换型UPS的工作状态与传统双变换型UPS是一样的。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
2 、Delta变换型UPS
根据上述分析，当输入电压在额定范围内时，Delta变换器在主变换器的配合下，使输入电流成为与交流输入电压同频同相的受控电流源，与主变换器并联后共同支持负载。当输入交流电压在UPS的设计输入电压范围内时，Delta变换器可以在主变换器的配合下，使
UPS的交流输入电流满足Ii=Im×sinωt(ω为输入电流的角频率，f为时间)，其中，m为输入电流最大值。可以认为，UPS的输入回路中含有一个与交流输入电压同频同相的受控电流源Ii=Im×sinωt，它与主变换器并联后共同支持负载，于是便可得到图2—12所示的等效电路。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
3 、Delta变换型UPS工作特征分析
利用图2—12可以很容易地分析Delta变换型UPS的工作特性。
(1)无论有无交流输入，UPS的输出电压质量都是由与负载并联的主变换器决定的。因而Delta变换型UPS可以像传统双变换型UPS一样，始终向负载提供高质量的电力供应。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
3 、Delta变换型UPS工作特征分析
(2)输入交流能量在Delta变换器的控制下，以与输入交流电压同频同相的正弦波电流形式注入主变换器与负载的并联电路，直接向负载提供所需的有功电流，并在蓄电池需要充电或Delta变换器需要从直流母线吸收能量时，通过主变换器的PWM整流作用向直流母线注入所需能量。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
3 、Delta变换型UPS工作特征分析
(3)由于交流输入电流^是与电压同频同相的正弦波，因此Delta变换型UPS的输入功率因数接近1，且输入电流中谐波含量极低。
(4) Delta变换器对负载电流中的谐波分量和无功分量呈现高阻抗，迫使这部分电流流经主变换器，主变换器起到负载谐波电流与无功电流的并联补偿器作用。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
3 、Delta变换型UPS工作特征分析
(5)输入交流电压的幅值偏差和波形畸变被Delta变换器自动补偿，不会对UPS的输出电压造成影响。Delta变换器工作于升压补偿状态时，需从直流母线吸收能量，此能量由主变换器取自输入交流(通过Delta变换器)注入的正弦电流；Delta变换器工作于降压补偿状态下时，会向直流母线输出能量，此能量由主变换器逆变后供给负载。这两种情况下，流经直流环节的功率与电压幅值补偿量成正比，一般不会超过负载总功率的20％。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
3 、Delta变换型UPS工作特征分析
(6) UPS输入正弦波电流正的幅值受直流母线电压的控制，达到稳定值时，负载所需能量和UPS自身的消耗将全部由输入交流电源提供，不需要蓄电池提供能量。此时，直流母线电压稳定在设定值，蓄电池处于浮充状态。当某种原因(比如输入交流电压变化、负载变化、蓄电池亏电等)导致直流母线电压偏离设定值时，控制电路将改变输入的正弦波电流^的幅值，经主变换器将能量注入或吸出直流母线，使直流母线电压恢复设定值。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
3 、Delta变换型UPS工作特征分析
(7)当交流输入突然中断时，负载将由主变换器继续供电，主变换器与负载间的连接没有任何切换，主变换器的工作方式也没有改变，因而Delta变换型UPS与传统双变换型UPS一样可以向负载提供真正不间断的供电。市电中断时，主变换器的输出电流发生阶跃性变化，可能会造成输出电压的轻微波动。但由于高频PWM逆变器具有快速的动态响应特性，这种扰动是很小的。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
3 、Delta变换型UPS工作特征分析
(8)。Delta变换型UPS工作于交流状态时，其输出电压的频率和相位始终是与交流输入电压锁定的，交流运行时不会出现传统双变换型UPS可能出现的自由运行状态。
(9)三相变换电路采用公共的直流母线，由主变换器控制实现三相电路之间的能量交换，可以对负载的不平衡进行补偿。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
4 、Delta变换器特点
(1)因为主变换器随时监视、控制输出电压并通过Delta变换器参与主回路电压的调整，所以不管市电有无，都可以向负载提供高质量的电源。该电路输出电压稳定度、输出电压动态响应、波形失真等指标都是比较高的。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
4 、Delta变换器特点
(2)市电中断时，输出电压不受影响，没有转换时间，并且当负载电流发生畸变时，也由Delta变换器进行调整补偿，所以是典型的在线工作方式。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
4 、Delta变换器特点
(3)当市电存在时，主变换器和Delta变换器只对输入电压与输出电压的差值进行调整和补偿，逆变器承担的最大功率(当输入电压处于上限和下限时)仅为输出功率的20％(相当于输入电压变化范围)，所以功率强度很小(最大有功功率仅为输出功率的1／5左右)，功率余量大，这就大大增强了UPS的输出能力。与双变换在线式UPS相比，过载能力增强(200％，1min)，电流波峰系数大，可从容地应付冲击性负载，输出有功功率可以等于标定的功率值。(4)主变换器同时完成了对输入端的功率因数校正功能，使输入功率因数等于1，输入谐波电流降到3％以下。
第二讲、UPS的基本工作原理
第二节、不同类型UPS的基本工作原理
三、在线式UPS的基本工作原理
4 、Delta变换器特点
(5)在市电存在时，由于两个逆变器承担的最大功率仅为输出功率的1／5，所以整机效率在很大的功率范围内都可达到96％。
(6)在市电存在的情况下(UPS连续运行时间的99％是有市电的)，变换器功率强度仅为主变换器设计值的1／5，所以元器件乃至整机的寿命和可靠性都得到了大幅度提高。
第三讲、UPS供电系统的组成
第一节、 串联冗余
第二节、并联冗余
第三节、市电供电电源主要质量问题
第三讲、UPS供电系统的组成
通信机房的大多UPS电源设备是工作在在线式状态下，在线式UPS有以下4种工作状态。
(1)市电正常。在正常工作状态下，由市电提供能量，整流器将交流电转化为直流电，逆变器将经整流后的直流电转化为纯净的交流电并提供给负载，同时充电器对蓄电池组进行浮充充电。
第三讲、UPS供电系统的组成
(2)市电异常。在市电断电或者输入市电的电压或频率超出允许范围时，整流器自动关闭，此时，由蓄电池组提供的直流电经逆变器转化为纯净的交流电并提供给负载。
(3)市电恢复正常。当市电恢复到正常后，整流器重新提供经整流后的直流电给逆变器，同时由充电器对蓄电池组充电。
第三讲、UPS供电系统的组成
(4)旁路状态。静态旁路是UPS系统的重要组成部分，在下列两种情况下UPS处于旁路：
一是当负载超载、短路(实际上可以看成是一种严重的超载)或者逆变器故障时，为了保证不中断对负载的供电，静态旁路开关动作，由市电直接向负载供电；二是维修或测试时，为了安全操作，将维修旁路开关闭合，由市电直接向负载供电，将UPS系统隔离，这种切换可保证在uPS检修或测试时对负载的不间断供电。
第三讲、UPS供电系统的组成
从UPS电源的3种工作状态即逆变工作、电池工作及旁路工作来看，确实有较高的供电质量和可靠性，但是UPS电源毕竟是由成百上千个电子器件、功率器件和散热机与其他一些电气装置组成的功率电子设备，当采用单台UPS电源供电时，其平均无故障T作时间是个有限值，一般规定在10万小时左右，而这个有限值只是平均值，所以还是会发生由于电源本身的故障而中断供电现象的，这时就需要采用冗余供电方案来增加整个电源系统的可靠性。
第三讲、UPS供电系统的组成
冗余架构有许多种，并不是每种都适合所有用户，以下就常用的几种冗余架构作一些介绍比较。
第一节、 串联冗余
第三讲、UPS供电系统的组成
在这种架构中，当单台UPS不能满足用户提出的供电可靠性要求时，就需要再接入一台同规格的单机来提高可靠性。任何具有旁路环节的UPS都可以进行串联连接。这种串联方式将处于热备份的UPS输出电压连接到主机UPS电源的旁路输入端。UPS主机正常工作时负担全部负载功率，当UPS主机发生故障时便自动切换到旁路状态，由UPS备机的输出电压通过UPS的旁路输出继续为负载供电；当市电中断时，备机与主机都处于电池工作状态，由于UPS主机承担全部负载，所以其备用电池先放电到终止电压，而后自动切换到旁路：工作状态，由备用UPS的电池为负载供电。两台串联连接的UPS系统的可靠性比单台UPS的可靠性提高了两个数量级，并且这种系统的连接方式简单易行，即使是不同品牌的机器，只要规格、容量相同，就可连接，不需再增加另外的设备。
第三讲、UPS供电系统的组成
若两台不同容量的UPS相连，其容量只能按最小的那一台计算。用于双机串联使用中的两台UPS电源的交流输入必须来自同一相交流市电，这样才能确保UPS主机在频率、同相位条件下进行旁路切换。UPS主机逆变器的静态开关是影响串联热备份供电系统可靠性的重要部分，此静态开关一旦发生故障则主、备用UPS电源均无法为负载供电。
第三讲、UPS供电系统的组成
这种架构的特点是简单、经济。当主UPS转旁路时，辅助UPS的负载需要实现空载到满载的跳变。冈为辅助UPS在大部分时间里是空载运行的，如果辅助UPS功率容量不够，就不能承受超出主UPS逆变器输出能力的负载电流。此外，开关设备和相关控制电路的复杂性使这种架构的可靠性打了折扣，而且在正常运行时，辅助UPS空载运行，效率也比较低。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
并联冗余是最常见的一种冗余架构，并联连接可以增加UPS供电系统的可靠性。但是UPS的并联连接并不像串联连接那么容易，因为所有UPS的输出阻抗不可能一样，加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都有一定的误差，各个UPS的电压既有相位差又有幅值差，所以用普通UPS直接并联是危险的，只有具备并联功能的UPS才能并联。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
从一般原理上，普通在线式UPS都可直接并联，但应该说明的是一一这些UPS必须由同一路电网供电。在这种情况下，UPS的逆变器在跟踪旁路市电，即都在跟踪同一路市电，也就相当于互相在相位上跟踪。这些UPS在频率和相位上都是一致的，因此可以并联，但这种并联是不保险的，主要原因如下：虽然它们都在频率和相位上跟踪旁路，但在相位上有超前和落后之分。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
一般地，大容量UPS的相位跟踪误差为±3°，如果这两台并联的UPS一个是+3°，另一个是一3°，那么它们并联后在相位上差了6°，这就有可能使输出电压相差30V，将会在UPS输出端造成很大的环流，使逆变器因过载而烧毁。另外，虽然是同型号、同规格的UPS逆变器，但逆变参数和变压器参数的微小差异会导致输出电压不一样。比如，一个为218V而另一个为220V，将会在UPS输出端造成很大的环流，使逆变器因过载而烧毁。以上两方面的差异都会导致输出电压不一致，一方面形成环流，另一方面各台UPS向负载输送的电流不一样，很可能出现一台过载的情况。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
以上两项指标虽然可以通过一次调整而达到基本一致，但随着UPS的工作温度和时间的变化，这种平衡很快就会失去。可以这样说，不加任何措施的几台UPS的并联系统，其可靠性不一定比单台UPS高，甚至还要低。
UPS并联连接的优点在于它不但可以提高可靠性，而且过载、动态性能比串联方式好得多，并且可以增容。并联连接的方式有下述几种：
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
一是主从式并联系统，这种方式是指并联系统中有一台UPS为主机，其他均为从机。
二是无主从并联系统，系统中任一台UPS既是主机又是从机，哪一台UPS先开机，它就是主机。
三是限流并联系统，把系统中所有UPS的输出并联连接，但每台UPS必须有可靠的限流功能，即不论在任何情况下都可以保证把该UPS的输出功率限制在其额定值内，它仅限于单相电源。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
UPS并联连接的目的是提高UPS供电系统的可靠性，增加UPS系统的容量，而并联连接要解决的关键问题是处于并机状态的各台UPS的逆变器，应在同时同步跟踪交流旁路电源的条件下，满足同幅度、同频率和同相位的要求，以达到均分负载和环流为零的目的。如果将可靠性进行量化的话，串联连接的UPS系统比单机系统高出两个数量级，而并联系统又比串联连接的UPS系统高出两个数量级。并联连接的UPS供电系统不但可靠性提高了，而且带载的能力也加强了。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
因为并联方式连接的两台UPS系统具有两倍的负载能力，所以在冗余的情况下，系统的过载和耐冲击能力比串联连接的UPS系统强得多。在非冗余的情况下，它的并联可以增容，这也是串联连接技术所不能实现的。随着并联台数的增加，其可靠性也相应增加，但是并联台数也不是无限的。因并联台数超过一定时系统的可靠性反而会下降。当并联UPS系统中任何一台的逆变器出现故障(包括过载、短路和蓄电池过放电而停止工作等)时，均不能将本身的负载单独转到旁路上，而是将负载分配到与其并联的其他UPS上去。只有并联系统中所有UPS的逆变器都停止工作时，才集体转到旁路上。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
并联UPS系统虽然比串联连接的UPS系统有很多优越性，但其控制技术要比串联连接的UPS系统复杂得多。冈为在多台UPS并联时，其中最重要的指标就是电流均分，也就是说如果N台UPS并联，必须保证每台UPS的输出电流是总输出电流的1／N，至少其相互之间的最大不平衡度要在要求范围内(一般是<2％)。这个指标就限制了并联台数的增加。目前，我们可以看到各个品牌实现并机的台数也不完全一样。如Fenton可高达6台并联；。IMVSitepro500kV·A以下的机型可做到4台并联，500kV·A及以上的机型可做到6台并联；
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
Siemens 500kV·A以下的机型可4台并联，500kV·A的机型可8台并联；三菱UPS可高达8台并联；SilconUPS的并联台数达到了9台……一般来说，功率在500kV·A以下时，并联台数被限制在4台以内的居多。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
并联不一定是冗余的，并不是所有并联UPS系统都具有冗余的功能。并联的概念是增容，而冗余的概念则是可靠性。比如两台50kv·AUPS并联给80kV·A负载供电，只能说这两台UPS实现了并联，但若其中任一台因故障而关机，则余下的另一台也会因过载而转入旁路供电。然而若负载为40kv．A，那么一台50kV·A UPS因故障而关机后，负载并没有被切换到这台UPS的旁路上去，而是由另一台UPS继续供电，这就实现了冗余。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
也就是说，当一个UPS并联系统中的一台或者几台UPS故障时，余下的UPS仍能向负载正常供电，那么这个系统就是冗余系统。因此，并联是实现冗余的必要手段而并不一定就是冗余。下而了解一下什么是UPS系统的冗余度。
系统冗余度的表达式为N+X，其中N的含义是并联系统中UPS单机的总台数，X的含义是并联系统中允许出现故障的UPS单机台数。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
例如，在5台UPS并联系统中，允许其中两台同时出现故障，那么这个系统的冗余度就是5+2。UPS的全冗余并联系统是近年才提出来的概念，它是相对不全冗余的并联UPS系统而言的。所谓UPS全冗余并联系统，是说在UPS并联系统中的所有UPS单机既是组合后的有机整体，分开后又各自独立，在并联系统中任一部分故障都不会影响整个系统的正常运行，而且也不会留下任何隐患，而不全冗余的并联UPS系统就存在这些问题。最初的UPS并联仅限于增容和可靠性的提高，随着技术的发展和要求的提高，并联系统的功能也在不断增加，甚至涉及到电能的节约等问题。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
比如SilconUPS的软件可以在轻载的情况下“关掉”并联系统中的一台或几台UPS，从而节约能量，等负载功率增加到一定值时，被“关掉”的UPS又及时自动启动供电。此外，有些UPS还可以将多台并联的UPS系统编组运行，比如9台机器并联，在容量允许的情况下编成三组分时运行。比如第一周由第一组供电，第二周由第二组供电，第三周由第三组供电，第四周又由第一组供电……这样循环供电的好处在于，不但机器得到了轮休，蓄电池也得到轮流充放电，提高了蓄电池的可靠性，而且也得到了轮流检修和保养的机会，有效地提高了系统的可靠性。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
一、并联控制技术
由于采用UPS特性和应用环境不同，不同的制造厂家的并联控制技术也各有千秋。目前采取的并联技术主要有以下3种。
(1)利用数字电压信号通信
在并联系统的各UPS之间利用高速通信线连接，每台UPS都对其负载电流进行实时测量，然后将其本身的输出电流调整到总负载电流的1／N。目前，这种方法应用得最为普遍。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
一、并联控制技术
由于采用UPS特性和应用环境不同，不同的制造厂家的并联控制技术也各有千秋。目前采取的并联技术主要有以下3种。
(2)光纤通信
为了提高传输信号的抗干扰能力和实现较远距离的并联系统，采用光缆传输是一种最可靠的办法，在远距离并机中更有明显优越性。
(3)无线并机
这是一种采取自我调整的方法来达到电流均分目的的技术。无线并机又分为“下垂法”和“T”形连接法，分别如图3—2、图3—3所示。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
一、并联控制技术
利用数字电压信号通信和光纤通信两种方法可使并联数目达到4至9台。多台UPS并联时，通常的做法是将并联控制信号线从一台UPS接到另一台UPS，一直连到最后一台UPS，如图3—4(a)所示。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
一、并联控制技术
这种连接方式有一个不足之处，即万一控制信号线中有一条断开或接触不良，就会影响整个并联系统的正常运行。为了提高其运行的可靠性，有的机器就又加了一条冗余电缆。如图3-4(a)中的虚线所示。
Silcon UPS系统的方案是将并联信号线仍照此方法从一台UPS接到另一台UPS，一直连到最后一台UPS，但这时连接并未结束再用一条信号线将第一台与最后一台连接起来，形成环形控制。系统在运行中即使有一条信号线断开或接触不良，组成系统的所有UPS仍在统一的控制下工作，从而提高了系统的可靠性，如图3．4(b)所示。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
二、并联方式
在并机的实现过程中，不同产品在不同应用环境中有不同的实现方式，下面介绍两种并联方式。
1 初级并联方式
由于一般UPS控制系统多为模拟反馈电路，其输出参数及特性随温度、元件参数及器件的老化而漂移，同时由于各UPS一致性较差，故这种类型的UPS无法直接并联。为了提高供电系统的可靠性，要将UPS并联使用时，需要增加一个并联柜，即在原基础t增加一些检测环节，以确保各并联UPS之间输出参数的一致性，达到同步运行的目的。同时为达到并联UPS切换的一致性，必须将原有的各静态旁路开关拆除，共用一组静态开关，如图3—5所示。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
二、并联方式
在并机的实现过程中，不同产品在不同应用环境中有不同的实现方式，下面介绍两种并联方式。
1 初级并联方式
这种并联方式存在以下弱点：
(1)由于这种方式仅有一组静态开关，没有冗余备份，当静态开关本身出现问题时，整个供电系统就不能够正常输出，造成输出中断：
(2)当平衡检测环节(即并联柜)出现故障时，各UPS之间有可能产生环流而造成逆变器烧毁；
(3)当负载为非线性负载，尤其是波峰因数较差的计算机或电机等负载时，因为各UPS内部反馈系统参量瞬间调整，彼此互相没有关联而造成UPS动态一致性较差，所以会短时出现很大的环流，有可能造成逆变器的烧毁。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
二、并联方式
在并机的实现过程中，不同产品在不同应用环境中有不同的实现方式，下面介绍两种并联方式。
2、高级并联方式
UPS高级并联方式如图3—6所示。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
2、高级并联方式
此种方法无任何独立部件，全部并联冗余，实现了真正的并联冗余，且在此系统中无需任何额外附加并联柜，可靠性极高，是目前并联技术的发展趋势。由于采用冗余式并联，因此负载分配均匀，设备利用率很高。高级并联工作方式是由并联通信板实现的，工作方式相当于计算机的并行工作。其中一台主机为导航UPS，假设为1#机，其他UPS依次为2#机、3#机等。整个并联系统由导航UPS发出脉冲，控制所有并联的UPS工作(最多可并联6台)，这时各UPS相应器件相当于并联工作，UPS单机的逆变器输出端直接并联起来运行，共同向负载供电而不必附加并机控制柜。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
2、高级并联方式
与初级并联所不同的是UPS的逆变器的同步跟踪方式不同，产品在出厂时将其中的一台UPS单机指定为具有优先跟踪市电电源功能的导航UPS，然后让处于并机系统中的其他UPS的逆变器跟踪导航UPS的逆变器电源而不是去直接跟踪市电电源。当导航UPS出现故障或未开机时，2#机自动升为导航机，控制其他UPS。在导航UPS恢复正常后，又由其进行控制。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
2、高级并联方式
而当其他UPS出现故障时，故障机便自动退出。这种连接方式的优点是所有UPS均由一台UPS控制信号所控制，这样既可保证各UPS之间输出参量及动态特性完全一致，又彻底解决了初级并联方式不可避免的内部环流问题以及静态旁路开通和跟踪一致性的问题。由于这种并联通信工作方式具有连接简单、可靠性高、动态性能好等优点，已开始被广泛采用。但此并联方式对UPS自身技术要求较高，有些UPS很难采用这种技术。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
3、并联台数
UPS的并联数目并不是越多越可靠，在实际应用的UPS并联系统中，仅输出均流这一项指标就带来好多问题。在三相UPS中，若要实现均流，就必须保证并联的各UPS的对应相电压和相位保持一个最小的误差值。并联台数越多，越不易达到一致，即使当时达到了一致，随着时间的推移，温度的变化、尘埃的侵入、器件的老化、冷却系统造成的振动以及湿度和腐蚀性气体的破坏等因素都时刻在破坏着这种平衡，尽管有测量和调整系统，但测量环节的参数也在
遭受着上述因素的侵扰。因此，这些因素限制了并联UPS台数的增多，当并联台数达到一定数量后，可靠性开始降低。单从理论推导出来的结论是在一定的理想条件下做出的、它和一直在变化着的实际情况是有距离的。UPS的并联数目、负载率和可靠性见表3一l。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
3、并联台数
从表3—1可以得出下列结论：
①UPS并机系统能显著提高单机的平均无故障时间，也就是提高其可靠性。
②当并机台数增加时，虽然提高了UPS系统的利用率，但也降低了并机系统的可靠性。
③并机台数应根据对冗余系统的可靠性要求及输出功率的利用率来考虑。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
4、蓄电池连接
在蓄电池连接方面，最初的UPS并联时，必须要每台UPS配备自己的蓄电池组，而目前的并联系统中，可以几台UPS共用一套蓄电池组，不少UPS都实现了这个功能。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余
UPS冗余并机系统仅仅提高了UPS本身的MTBF，即降低UPS供电系统由于UPS自身原因而导致的故障率，但并没有解决UPS冗余并机系统的输入、输出配置发生的问题，如配电柜故障、断路开关跳闸、保险丝烧毁、蓄电池早期失效和电力传输电缆故障等，也不能十全十美地解决UPS供电系统的可维护性和高可用性问题。UPS冗余供电系统的可用性与年均故障时间的关系见表3—2。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余
互联网数据中心(IDC)和多媒体数据中心以及民航空管部门等的重要负载，要求UPS冗余系统的可用性需要达到6个“9”，即99．9999％。这些重要用户一年内所能承受的停电时间不能大于31s，即每天的停电不得多于，否则将给这些重要负载带来不可估量的损失。为此，需要采用双总线冗余供电方式。此方式除了确保高可用性外，还使系统在线扩容成为可能，并且可以升级。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余
尽管当今的“1+1”型UPS冗余供电系统的可靠性已达到很高的水平(其平均无故障工作时间达几百万小时)，然而根据对美国的大型IDC机房的统计，从UPS输出端到最终用户的设备输入端仍存在如下故障隐患或单点瓶颈故障隐患。
(1)79％的故障来源于UPS输出端与负载之间的供电线路(例如保险丝烧毁、断路器跳闸或不慎“短路”等)；
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余
(2)11％的故障来源于UPS机组及蓄电池组；
(3)其他故障占10％左右。由此可见，府采取必要的技术措施来消除可能出现在UPS输出端的种种故障隐患。实践证明，行之有效的办法是配置如下的UPS双总线输出配送电系统。该系统由“N+l”型UPS并机系统输出的两路UPS输出电源、UPS输出配电柜和负载自动切换开关(LTS)组成。对于某些要求极高的场所，还应配置由两套“N+l”型UPS冗余供电系统、负载同步控制器(LBS)及负载自动切换开关所组成的高品质的UPS双总线输出供电系统。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余
一种具有“双总线输入”特性的UPS冗余供电系统的基本配置为：首先由两路／多路市电电源组成冗余式市电供电系统，再由冗余式市电供电系统、备用发电机组、一台／多台自动切换开关以及防雷击抗瞬态浪涌抑制器TVS来共同组成输入电源控制中心。该控制中心所应完成的调控功能有：
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余
· 时刻监视各种输入电源的实时运行状态，确保总是将其中“最可靠”的一路输入电源送到UPS的输入端。
· 能有效地阻止高能雷击浪涌及高能切换瞬变干扰被串入到UPS的输入端，以防这些高能脉冲干扰损坏UPS或造成UPS误动作。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：1、系统总体要求
双总线UPS冗余系统的总体要求是：
(1)具有高可靠性。保证每年．365天、每天24小时持续提供高质量电源的供电能力，在任何情况下绝对不允许UPS出现任何瞬间中断或转由普通市电经交流旁路供电的情况。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：1、系统总体要求
双总线UPS冗余系统的总体要求是：
(2)具有高抗干扰性。保证无论来自市电或UPS供电本身的电源干扰尽可能地被消除，包括传导干扰与辐射干扰，特别应强调的是应具有计算机级的优质地线。在设计、施工、安装、调试、运行、操作及维护等过程中消除干扰的潜在隐患。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：1、系统总体要求
双总线UPS冗余系统的总体要求是：
(3)具有高容错能力。没有瓶颈故障点，即在整个UPS供电系统中任何节点均不存在瓶颈故障隐患。
(4)具有高可用性。双总线UPS冗余系统能完善地解决UPS系统的可维护性问题。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：2、UPS冗余供电系统的总体设计
UPS冗余供电系统的总体设计如图3—7所示。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：2、UPS冗余供电系统的总体设计
(1)基本硬件配置
●双总线输入冗余式供电系统主要包括两路以上冗余式市电电源，冗余式自备发电机组，自动转换开关(ATS)，防雷击、抗瞬态浪涌抑制器(TVSS)以及具有超压、过载、短路保护功能的输入配电柜(PPC)，确保UPS系统输入端消除单点瓶颈故障。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：2、UPS冗余供电系统的总体设计
●UPS主机及其“N+1”型功率均分、冗余并机系统包括带负载同步控制器的功率均分、冗余并机UPS系统，高质量阀控蓄电池组以及单体蓄电池容量自动监测系统，确保消除UPS主机及蓄电池组的单点瓶颈故障。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：2、UPS冗余供电系统的总体设计
●双总线输出冗余式输出配电系统包括双总线冗余式长距离电力传输线路、带静态开关的配电柜以及科学、合理的配电开关，确保消除UPS逆变器输出端到最终重要负载之间可能出现的单点瓶颈故障隐患。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
三、双总线UPS的冗余：2、UPS冗余供电系统的总体设计
(2)优良的监测功能
●单体蓄电池容量在线自动监测；
●UPS参数的集中监控及远程监控；
●系统的自诊断功能。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
上面3种冗余架构有一个共同特征，即UPS总是以整机的形式出现。因此，可以把这3种冗余架构成为整机冗余架构。模块化UPS是把UPS内部的几个重要组件做成外壳封装、可插拔的模块，一般包括功率模块、电池模块、静态旁路模块、监控模块、通讯模块和键盘／显示模块。图3-8是模块化UPS系统电器连接图
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
图中虚线代表电气连接，实线代表通信信号连接。其中每个功率模块集成了实现整流和逆变的主电路和控制、驱动、保护电路。每个电池模块由多块6v或12V密封铅酸蓄电池串联成为一个电池组。监控模块通过通信电缆和各个模块联络，实现各个功率模块间的同步等功能。
1997年市场七出现了首台模块化UPS一即APC公司的Symmetra电源阵列，如图3—9所示。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
该UPS是一个N+X冗余系统，其中的N就是并联功率模块总数，X表示并联系统中允许出现故障的模块数。美国APC公司采用多模块并联，推出一种18kV·A的UPS，一问世就受到了用户的欢迎。而瑞士IMEL公司用2kV·A和3kV·A的基本模块构成功率为
2、3、6和9kV·A的灵活结构式UPS，比如在一个机壳中用3个3kV’A模块和蓄电池构成9kV·A冗余系统，如果取掉其中一个UPS模块而用蓄电池填入此处就可构成6kv·A冗余系统。 。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
当然这种并联不具备真正意义的并联冗余概念，但它毕竟有并联冗余的功能。它虽然没有电流均分的功能，但每个模块却有限流的功能，这样就不怕电流不均分，充其量并联系统中有的UPS满载工作，有的甚至空载工作。总之，保证大家都不过载就可以了。像这种模块式的结构，其构成数量也不应过多，目前都不超过4块。集中在一个机壳内的许多模块由于负载不平衡，其发热量也不平均，很容易形成热集中点，再加上前后左右的相互烘烤，热量不容易散发出去，形成热积累，这是系统热故障的隐患。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
到目前为止，市场上已经有数个厂家的模块化UPS可供用户选择。目前，先进的模块化UPS在功率模块、监控模块等多种模块上实现了冗余和热插拔功能，单机容量最大呵以做到80kV·A×(N+1)
模块化系统具有下列优点：前期投资成本低；高扩容性及冗余性；灵活富弹性的系统架构；易维修，故障恢复平均时间短。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
在前期投资方面，一般的投资计划均为循序渐进逐步扩充，但固定容量UPS就无法配合这样的发展计划。一开始就要按中长期的扩展计划计算负载容量，进行采购与装配UPS。到最后可能因计算的容量不足而需要将整套系统进行更换，造成前期投资的极大浪费。而模块式系统则能切合用户的需求。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
因为其扩展性可配合用户需求的增长而扩容，不需一开始便投资大型系统的装备，而从低容量配置开始，逐渐增容以配合实际所需，使用户能更灵活而弹性地控制设备的投资。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
此外，模块式UPS的系统架构先天具备的冗余性，因此它的安全可靠性就大大提高了。在蓄电池配套方面，固定功率UPS系统若作并机架构，每增加一个机组就需要配套一组电池；而模块式UPS在扩容或增加冗余的安全系数时，只需增加模块即可，无需担心电池问题。直到用户认为备份时间需要增加的时候，才要考虑加装电池。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
模块式UPS在系统安全性、架构的灵活性，和成本控制方面均比固定功率UPS产品有较大优势；而且模块式系统是以模块为架构的基础，使维护更加快捷，能够提高系统的平均工作投入时间。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
四、 模块化UPS
在技术上，模块式UPS系统的稳定与否，关键在于逆变技术以及数字化控制。前者影响各模块的工作效率及响应速度，后者则执行自我检测及自我调整，两者相配合使每一模块都能接近单一特性模块在并行运作时具备的特性；平均分配负载而又不相互干扰，达到完美的并联运作效果。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理
热同步并机系统是由两台具有相同输出功率的UPS单机和双总线输出开关柜所组成的。这种双总线输出开关柜的引入，可以明显地提高整个并机系统的可维护性。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理
在双总线输出开关柜中的两个断路器MOBl和MOB2开关，其旁边分别配置有表示UPSl和UPS2之间的频率和相位是否满足直接并机条件要求的指示灯，因此，只要操作人员看见这两个指示灯处于发亮状态，就可以将MOBl和MC)B2置于闭合状态，实现正常的“1+1”型并机输出运行操作，无需专业技术人员去判断UPSl和UPS2的实际输出参数是否满足直接并机条件。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理
当某台UPS因出现故障而自动脱机并需要检修时，用户只需要将这台出故障的UPS的输入开关、蓄电池开关和位于双总线输出开关柜中对应的断路器开关断开，就可确保用户的负载继续由剩下的一台正常的UPS向用户提供高质量的交流电源。由于是在完全无电条件下检修出现故障的UPS，从而确保检修人员的人身安全。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理
两台UPS在执行并机操作时，不需要互相挟取对方的实时输出频率、相位、电压、电流等参数信息，就能达到相互锁相同步并机、均匀分担负载电流的目的。这种并机技术在强大的微处理器的直接数字合成技术和自适应调控功能的支持下，只需要两台UPS分别关注自己的输出电压、电流及相位，就可实现输出同步跟踪、均分负载电流，并且在某台UPS出故障时，能将这台出故障的UPS从并机系统中快速“脱机”，使调控功能达到了一个崭新的高度。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理
该技术的好处在于，各UPS单机之间无需通信电缆连接来传递实时信号，就可实现并机系统的电流均分控制。对于并机系统中的各台UPS，它们都处于完全平等的调控状态。采用独特的小步长、高频度同步相位调制法，每台UPS能“智能”地将位于并机系统中的各台UPS的同步跟踪调到最佳状态(彼此之间的相位差几乎为零)并实时动态地调节所带负载的百分比，实现高精度的负载均分。这种技术可使并机系统负载电流均分的不均衡度<2％。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理：热同步并机系统具有的特点
(1)系统及交流转换柜(SBM)具有一套单独的用于维修、故障清除和在紧急情况下处理事故的系统级维修转换供电系统(执行“选择性脱机跳闸”操作)，从而将UPS的并机概念提高。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理：热同步并机系统具有的特点
(2)转换柜内采用基于微处理器调控的逻辑控制电路，从而减少了硬件总数，提高了运行可靠性。两套完全冗余的单机监视网络提供UPS供电系统的运行参数测量和报警信息。为方便安装，每条数字网络通信电缆仅由一条双绞线组成。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理：热同步并机系统具有的特点
(3)从转换柜的监视器面板上可获得与单机监视器面板}二同样详细的UPS运行状态信息。
(4)可选择公共蓄电池组或单独蓄电池组两种配置方案，以达到8台UPS单机的现场并联增容。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理：热同步并机技术的优点
(1)两台UPS之间没有信号通信用的电缆，减少了故障率；
(2)两台UPS均独立工作，无主从关系；
(3)当两台UPS的交流旁路同时工作时，能提供更大的故障清除能力；
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
1、热同步并机技术的工作原理：热同步并机技术的优点
(4) UPS单机系统可以很容易地被扩展为“N+1”型直接冗余并机系统；
(5)当一台UPS的输入电源发生故障时，另一台UPS的输出电源可对这台出故障的UPS的蓄电池进行充电，从而确保蓄电池组永远处于满充状态。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
2、选择性脱机跳闸调控原理
冗余并机系统的脱机跳闸功能是指，判断和确认位于并机系统中的某台UPS是否出故障，并立即将其自动地从并机系统中脱离出去。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
2、选择性脱机跳闸调控原理
当UPS并机系统正常工作时，两台UPS逆变器电源的输出具有同频率、同相位和同电压幅值的特性。因此，每台UPS承担1／2的总负载电流，也就是说，由每台UPS来均分负载。一旦发现某台UPS出现故障，在并机控制逻辑电路的调控下，应立即采取如下的脱机跳闸处理措施：
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
2、选择性脱机跳闸调控原理
(1)立即对有故障的UPS执行逆变器“自动关机”操作。
(2)立即将位于有故障的UPS逆变器输出通道上的断路器开关置于关断状态。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
2、选择性脱机跳闸调控原理
(3)立即向用户发出UPS并机系统已处于非冗余供电状态的提示性报警信息，以提醒值班人员到现场排除故障。利用‘剩下的无故障的UPS电源向用户继续提供高质量的交流电源，而不是像UPS单机那样去执行由逆变器供电转为交流旁路供电的操作，从而避免将用户的关键性负载置于随时都有可能出问题的、由普通的市电电网来供电的不利局面下运行。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统
下面将以“l+1”并联系统为例来讨论热同步UPS并机系统的调控原理。
正常工作状态：如图3—10所示，
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统
在此条件下分别来自UPSl和UPS2的具有“三同”特性的高质量交流电源分别经MOBl和MOB2开关柜被送到用户的负载上。每台UPS单机各承担1／2的总负载电流。在实际运行中，按冗余方式运行的“1+1”型并机供电系统，可能出现的最大稳态负载电流应该等于或小于一台UPS单机的额定输出电流。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统
因此，在此条件下每台UPS的最大负载量仅为其额定输出功率的50％(注意，位于“l+1”型并机系统中的每台UPS单机的负载量最好选为UPS额定输出功率的30％～35％)。运行中，如果因故致使UPSl出现故障，此时在热同步并机技术的调控下，它会在自动将UPSl的逆变器关机和将逆变器的输出断路器开关断开的同时，继续把位于UPSl中的静态交流旁路供电通道上的静态开关置于关断状态(请注意，这里UPSl是按与UPS单机完全不同的工作方式运行的，当UPS以单机形式工作时一旦它的逆变器输出断路器开关被关断或逆变器处于自动关机状态，它一定会将它的交流旁路静态开关置于导通状态)。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统
这就是所谓的选择性自动脱机操作，它表示UPS并机系统有能力识别出究竟是哪一台UPS单机出现故障，并能将出故障的UPS从并机系统中脱开，从而避免影响并联机系统的正常工作。
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第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统：当用户输出端出现过载或短路故障时
(1)当用户输出端出现过载现象时
“1+1”型冗余并机系统会以下述两种方式来运行：
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统：当用户输出端出现过载或短路故障时
(1)当用户输出端出现过载现象时：●当用户端输出电流的过载量大于一台UPS单机输出功率而小于两台UPS单机输出功率的总和时，“l+1”型并机系统尽管可以继续向负载提供高质量的交流电源，但此时的并机系统将从具有容错功能的冗余工作状态进入没有任何容错功能的非冗余工作状态。
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第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统：当用户输出端出现过载或短路故障时
(1)当用户输出端出现过载现象时：遇此情况时，并机系统会向用户发出“无冗余”的提示性报警(发出喇叭声响并在液晶显示屏上出现报警信息，对于配置有具有集中监控功能的电源监控软件的用户米说，还可以执行网络广‘播报警和电话拨叫等服务)。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统：当用户输出端出现过载或短路故障时
(1)当用户输出端出现过载现象时： ● 在“1+1”型并机系统的运行过程中，当用户的实际负载量超过两台UPS的总输出功率，或出现在用户端的短路故障而没有及时地使得相应保险丝动作或使配电柜中断路器开关跳闸而有可能危及“1+1”型并机系统的安全，或两台UPS单机同时出故障时在热同步并机技术的调控下，它会在同步关断UPSl和UPS2的逆变器输出开关的同时，立即将位于两台UPS交流旁路供电通道上的两个静态开关同时置于导通状态。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统：当用户输出端出现过载或短路故障时
(1)当用户输出端出现过载现象时：这样一来，市电电源将通过这两条交流旁路供电通道向负载供电，从而可利用市电电网的强大系统容量来消除可能出现在用户负载端上的严重过载或短路故障。
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第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统： (2)当市电出现故障时
在“1+1，，型并机系统的运行过程中，如果遇到市电停电、市电输入电压过高或过低等二种情况之一时，由于UPS中的输入整流滤波器停止工作，“l+l”型并机系统将在由蓄电池组所提供的直流电源的支持下，经逆变器变换后继续向用户的负载提供高质量的交流电源。在此需说明的是，此时由UPS所提供的交流电源的频率和相位就不再同步跟踪市电电源了。此时UPS逆变器的频率将进入本机振荡输出频率状态，其稳频精度为50(1±0．01％)Hz。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统： (3)当一台UPS的市电输入发生故障时
在“l+1”型并机系统的运行过程中，如果因故使其中的UPSl的输入电源发生故障(包括停电、电压过高、电压过低以及输入断路器冈故跳闸等)，此时的UPS2继续在市电电源所提供的交流能源的支持下，经双总线输出开关中的MOB2开关向用户的负载提供高质量的交流电源(此时UPS2逆变器电源继续同步跟踪市电源)。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统： (3)当一台UPS的市电输入发生故障时
此时，UPSl的逆变器由于失去交流旁路同步跟踪信号源，它会在热同步并机技术的调控下，从双总线输出开关柜的汇流排上取得UPS2的输出电源信号，并用这个电源信号作为UPSl的同步跟踪信号。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
五、热同步并机UPS供电系统
3 、热同步UPS并机系统： (3)当一台UPS的市电输入发生故障时
显然，此时UPSl的逆变器电源是处于同步跟踪UPS2的工作状态的。UPSl的逆变器还将从原来的逆变器工作状态进入充电器工作状态。这样一米，位于UPSl中的蓄电池将会从UPS2中获得它所需的浮充电流，确保它一直处于满充状态，以便万一在UPS2的市电输入电源也出现故障时，位于该“1+1”型并机系统中的两套蓄电池组均能满充，从而向它们的逆变器提供能源，确保并机系统获得足够长的蓄电池后备供电时间。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
六、不同类型UPS在UPS供电系统中的适用性
1、后备式UPS
由于后备式UPS工作时输出波形大部为方波，供电质量相对较差，只适用于要求不高的场合，并且功率一般都较小，多在2kW以下。但后备式UPS产品具有价格优势，比较便宜，适合于小型办公企业和家庭用户使用。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
六、不同类型UPS在UPS供电系统中的适用性
2、在线式UPS
在线式UPS的特点是比较适合用外加蓄电池或加装优质发电机的方法改装成长时问不间断供电的系统。住线式UPS输出多为正弦波，电压和频率比较稳定，多被用在供电质量要求很高的场所。
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第二节、并联冗余
六、不同类型UPS在UPS供电系统中的适用性
3、双逆变电压补偿在线式UPS
双逆变电压补偿在线式UPS功率强度很小，功率余量大，这就增强了UPS的输出能力和过载能力，不再对负载电流波峰系数予以限制，可从容地对付冲击性负载，也不再对负载功率因数进行限制，输出有功功率可以等于标定的千伏安(kVA)值。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
六、不同类型UPS在UPS供电系统中的适用性
3、双逆变电压补偿在线式UPS
UPS的输入功率因数低，意味着输入无功功率大，输入谐波电流污染市电电网，以脉动断续方式向电网索取电流。这种脉动电流在市电电网沿线路阻抗上形成脉动电压并叠加在电网电压的正弦波上，造成电压失真，使得同一电网供电的变压器、电动机等产生附加谐波损耗、过热、加速绝缘老化，高次谐波对通信线路、测量仪器产生辐射干扰并影响电表计算精度。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
六、不同类型UPS在UPS供电系统中的适用性
4、在线互动式UPS
在线互动式UPS由于充电器与逆变器共用一个模块，在给蓄电池组充电时，由逆变器产生的高频成分很难被滤掉，充电效果不是非常令人满意，因此不适合作长延时UPS。在线互动式UPS的价格远远低于在线式UPS，而只比后备式UPS价格稍高，因此也是一种适合小型办公或家庭使用的UPS。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
七、UPS冗余供电系统
在冗余式供电系统设计中，双变换在线式UPS应是首选机型。在线式UPS正常工作时，它应在100％的时间内向用户的负载提供100％的经逆变器转换后的高质量电源。与此形成鲜明对比的是，对非在线式UPS来说(后备式UPS、在线互动式UPS和Delta变换型UPS)，当市电供电正常时，它们向用户所提供的是仅对市电电源的输入电压进行不同程度稳压精度调整的电源。
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
七、UPS冗余供电系统
在这种电源中，难以消除来自市电电网各种高能瞬态浪涌、频率“突变”、电压失真及各种
电磁干扰所可能带来的种种不利影响。在这种供电体制下，常见的故障现象有：
第三讲、UPS供电系统的组成
第二节、并联冗余
七、UPS冗余供电系统
●计算机或网络服务器莫名其妙地“死机”；
● 网络的数据传输率急剧下降；
●Modem及服务器的上机“掉网率”增大；
●网关和路由器产生偶发性的自动关机、自检误启动等。
