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1、Silcon DP300E系列UPS结构特点与性能优势(下)Service & SupportService & Support Silcon DP300E系列UPS结构特点与性能优势(下) INFORMATION: Silcon常见问题解析 一项新技术要被人们认识是有一个过程的，在对新技术还不认识的情况下，以老的观念对它提出质疑也是可以理解的。至于以老的观念，甚至以一些模糊的概念对它非难，这也是见怪不怪的事情。 为了对它的原理和先进性能做出进一步的解释，以下几个问题是要着重说明的： 1. Silcon DP300E是纯在线式UPS 在线式UPS是UPS的一种功能的定义，而非特指某种结构，把一
2、种结构(例如输入有整流滤波逆变器的)定义为在线式，就意味着不要技术进步,这是违背科学技术发展规律的。在国家制定产品标准时，有一个最主要的原则最大自由度原则，它的含义是只规定技术条件和使用性能要求，而给实现这些性能的手段电路形式和结构形式以最大的自由度。 在线式UPS的定义： l 逆变一直都在工作，随时在监视并参与对输出电压的控制调整。 l 当市电故障（掉电、电压过高或过低等）时，输出电压切换时间为零。 Silcon DP300E UPS是纯在线式UPS，这是毋容置疑的。其工作状态如图（十七）所示,即使在输入电压完全等于输出电压的时候，逆变器（）依然随时在监视着输出电压，并担负着对负载电流中的无
3、功和谐波成份进行补偿的功能，逆变器（）也在调制着输入电压，只不过调制波正负宽度相等，吸收与放出能量的平均值等于零而已。 当输入电压与输出电压完全相等时，不管UPS有无负载电流输出，Silcon UPS的第二个逆变器承担的有功功率都与一般双变换在线式UPS的第二个逆变器(DC-AC)空载工作状态完全相同，当输入电压偏离额定值时(大于或小于额定值)它才有工作电流产生，可以说，Silcon UPS 第二个逆变器是否有电流与UPS是否有电流输出没有关系，这一点是与一般UPS的第二个逆变器(DC-AC)不同的。 当输入电压偏离额定值时，第二个逆变器才产生电流，电流的大小既与输入电压偏离额定值的大小成线性
4、关系，又与负载电流大小的1/5成线性关系。 当输入电压偏离额定值时(大于或小于额定值)，Delta逆变器与主电路的能量交换净值不为零，输入电压高时，Delta逆变器从主电路吸收能量，对主电路进行负补偿，所吸收的能量以电流的形式由第二个逆变器送到负载端，反之，输入电压低时，Delta逆变器向主电路输出能量，对主电路输出的能量由第二个逆变器以电流的形式补充。 有人怀疑，当输入电压刚好在额定值时（此时逆变器（）无有功电流）突然掉电，UPS输出是否有缺口？ 图（十七）Silcon DP300E UPS的在线工作状态 影响是有的，因为此时逆变器（）的有功功率相当于由空载向全载变化，并且由电池输出，这就相
5、当于一般UPS负载由0-100%变化时的瞬态响应，输出幅度变化小于3%，并且在20ms内完全恢复（见测试报告）。 图（十八）所示为市电掉电和恢复时相应的输出电压的波形，显然，输出电压不受市电变化的影响，证实了系统完全在线的工作能力。 2.四种典型UPS电路结构工作方式和性能的区别 有人出自对Silcon UPS新技术的不理解，误认为它是三端口式，或者在线互动式（准在线式）UPS。 持这种观点的人何止是对Silcon技术不了解，实际上他们对什么是三端口和在线互动式也不了解，否则就不会把三端口和在线互动式放在一起来否定Silcon UPS 的在线功能了。 图（十九）列出了其它四种电路结构形式，表（
6、一）中列出了它们的主要区别 特点： 图（十九）a ，后备式UPS 单变换器； 输出电性能指标一般,但能满足负载要求； UPS不对电网产生附加干扰公害,可靠性高； 主要用在小功率UPS领域。 功能： 市电正常时，UPS逆变器不工作，市电通过智能调压直接向负载供电，同时市电通过充电器给电池充电； 市电掉电后，电池通过逆变器向负载供电； 市电电池转换时，输出电压存在转换时间。 图（十九）b在线互动式UPS 特点： 单逆变器，可双向工作； 输出电性能指标一般，但能满足负载要求； 不对电网产生附加干扰公害； 可靠性高； 适用于小容量 UPS。 功能: 市电正常时，UPS逆变器工作在整流状态，向电池充电，
7、市电通过智能调压直接向负载供电； 市电掉电后，逆变器转为逆变状态，电池通过逆变器向负载供电； 市电电池转换时，输出电压有转换时间，但小于后备式的转换时间。 特点： 图（十九）c 单逆变（三端口式）UPS 单逆变器，可双向工作； 在线式工作,输出电性能指标高； 输入主电路中有50Hz工频电感，利用输入电压和电感电压的相移稳定输出电压，因此输入功率因数低； 可靠性一般。 功能： 市电正常时，逆变器随时在监视并参与对输出电压的调整,是在线式UPS； 市电掉电后，电池通过逆变器向负载供电，市电电池转换时，输出电压没有切换时间 图（十九）d 传统双变换式UPS 特点： l 双逆变器; l 输出电性能指标
8、高; l 输入端ACDC变换器是整流电路,对电网产生严重的干扰公害; l 两个变换器始终在100%负载功率下工作，整机效率低，输出能力有局限，可靠性一般 功能： 市电正常时，市电经过ACDC和DCAC两次变换后向负载供电，DCAC随时在监测并参与对输出电压的调整，是在线式工作 市电掉电后，电池通过DCAC逆变器向负载继续供电 市电电池转换时，输出电压没有切换时间 当负载过载或逆变器故障时，市电转旁路维持向负载供电 表（四）为各种结构形式的UPS的主要特征区别 表（四）各种结构形式的UPS的主要特征的区别 后备式在线互动式三端口式传统 双变换式串并联补偿 在线式 逆变器个数11122 逆变器工作
9、状态冷备用热备用在线在线在线 调压方式智能线性调压智能线性 调压输入输出相移调压逆变调压逆变调压 输入功率因数不附加 失真不附加 失真最低（与负载无关）低（与负载无关）最高0.99（与负载无关） 输出性能指标一般一般高高高 市电故障转换时间10ms4ms000 逆变器可靠性高高低低较高 输出能力强强强一般强 效率高高高一般高 特别值得一提的是三端口式UPS，特点是： l 单逆变器。 l 逆变器在线式工作，输出性能指标高，掉电时没有转换时间。 l 市电存在时，逆变器只承担输出功率的一部分，可靠性高。 l 输入端串联有大电感，由它产生电压相移来完成对输出电压的调整和稳定作用，调整过程是靠输入电压与
10、输出电压之间的相位移动来实现的，因此输入功率因数最低。 所以，仅就逆变器个数和输入功率因数这两个区别，就可以非常直观地看出Silcon DP300E不是三端口式UPS。 同样Silcon DP300E UPS也不是在线互动式UPS，因为后者是单逆变器, 输出指标低。市电故 障时有转换时间，负载中有谐波电流时，UPS输入端的功率因数也很低，不可能保持0.99。 3， Silcon DP300E 主电路有极强的双向抗干扰能力 有人从主电路形式认定Silcon UPS输入输出是直通的，抗干扰能力差。持这种观点的人既不了解Silcon UPS 的工作原理，又对干扰的性质和传输方式缺乏起码的了解。 电网
11、中和负载端存在的干扰的幅度和频率是相当复杂的，特别是干扰脉冲的频率，从几百HZ到几M乃至几十MHZ，频率不同，它的传输能力和传输途径也不同，我们把它分三个频段进行分析： （1）1MHz 这种干扰的形式有两种，如图（二十）所示 图（二十）干扰的方式 Ucm为干扰源 Icm为干扰电流 共模干扰存在于电源任何一相对大地和中线对大地之间。共模干扰有时也称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰，是载流体与大地之间的干扰。 差模干扰在于电源相线与中线及相线与相线之间，差模干扰有时也称常模干扰、横模干扰或对称干扰，是载流导体之间的干扰。 共模干扰是由于辐射或串扰藕合到电路中的，而差模干扰则是源于同一条电源电路的。通
12、常这两种干扰是同时存在的，由于线路阻抗的不平衡，两种干扰在传输中还会相互转化，所以情况非常复杂。 干扰经长距离传输后，差模分量的衰减要比共模大，这是因为线间阻抗与线地阻抗不同的缘故。出于同一原因，共模干扰在线路传输中还会向临近空间辐射，而差模则不会，因此共模干扰比差模干扰更容易造成电磁干扰。 对于甚高频的干扰的抑制技术有连两种 A，一般性措施-瞬变干扰抑制器： 通常与被保护的设备并连一种瞬变干扰抑制器，属瞬变干扰抑制器的有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变吸收二极管和固体放电管等，其中金属氧化物压敏电阻和硅瞬变吸收二极管的工作类似于普通的稳压管，是嵌位型的干扰吸收器件，而气体放电管和固体放
13、电管是能量转移型干扰吸收器件。 B，电源线滤波器： 电源线滤波器按装在电子设备的输入端，用于抑制电能传输中寄生的电磁干扰，对提高设备的可靠性有更重要的作用。常用的电源线滤波器是由无源集中参数（电感、电容和电阻）构成的单极电路，如图(二十一)所示。 图中电容Cx位于相线与中线之间，用于衰减差模干扰，称抗差模电容。Cx的典型值为几十至几百F之间。匝数相同的电感L1和L2同绕在一个磁芯上，按图示同名端绕制当50HZ交流电流通过时，磁芯回路中的磁通相互抵消，磁芯不会饱和，但对共模电流则呈现大的电感值，可取得很好的滤波效果。L1和L2称为共模电感，其典型值在几百nH至几mH之间。位于相线及中线对地的电容Cy用来衰减共模干扰，称抗共模电容，考虑到电气设备要做电源输入端对外壳的工频耐压和工频泄漏电流试验，Cy的容量不宜过大，一般取1nF至4.7nF，而耐压取36KVDC，电阻R用来消除可能出现在滤波器上的静电积累。 图（二十一）所示是一个典型的原理电路。所有UPS（包括传统
