欧力特蓄电池浅谈高频开关电源UPS
①当前电脑用的高频开关电源电路,已经具备了除不能实现当市电中断时可以独立地继续向电脑进行直流供电的功能之外(因为在高频开关电源中,没有接入储能蓄电池组),已具备了UPS的所有功能。例如用图2所示的由抗*滤波器、高频整流器(PFC)、PWM高频逆变器、高频变压器和高频整流器组成的高频开关电源的电路框图,与图3所示的高频UPS电路进行比较可以发现,它们的电路组成、电能变换流程和变换方式是完全相同的,因此它们所具有的相应功能也是相同的。即电脑中的高频开关电源也具备了UPS的功能。只要在高频整流器(PFC)与PWM高频逆变器之间接入一组储能蓄电池,就可以构成一个性能优良的高频UPS。
②由于当前电脑性能的提高和技术的进步,用电量大大降低,例如一体式电脑的耗电量已经降到120W,因此电脑的高频开关电源式UPS,可以采用容量密度高、单位体积电压高、不含镉、铅、汞,污染小、寿命长、不需要维护的锂离子电池。
③可以使系统的负载减小,假定高频UPS的负载率为a UPS ,高频开关电源的负载率为a S,则整个供电系统的负载率为a,则
a=a UPS ·a S
系统负载率的减小可以使供电系统的效率下降,如图5所示,也可以是市电输入电流的THDi增大,如图6所示,因此对市电的污染程度也增大了。
④使供电系统的可靠性下降,假定高频UPS的可靠性为b UPS ,高频开关电源的可靠性为b S ,则整个供电系统的可靠性为b,则
b=b UPS ·b S
⑤使供电系统的投资费和维修费增大,假定高频UPS的投资费和维修费为c UPS ,高频开关电源的投资费和维修费为c S,则整个供电系统的投资费和维修费为c,则
c=c UPS ·c S
⑥使用不方便,不利于供电系统的配电安装。
因为真正需要用UPS供电的电气设备如电脑等,所占的比例不太多,而不需要UPS供电的电气设备所占的比例却很多。如果把这些设备混合用UPS集中供电,将会造成投资浪费,如果把两者分开,分别用UPS与市电供电,将会使配电安装困难,使用也很不方便。
⑦一旦高频UPS出问题或进行维修,所有电气设备就得不到UPS供电,同时集中供电还存在“零地电压”问题。
⑧为了增大供电系统的可靠性,又要采用多台UPS冗余并联供电,这样虽然增加了可靠性,但也增加了投资,降低了负载率,增加了运行损耗,降低了效率,很不经济。
⑨占地面积大,铅酸蓄电池也对环境有污染。
⑩高频UPS的开关频率目前只能达到20kHz,进一步高频化甚为困难。
当前大功率高频UPS尚不便采用容量密度高、单位体积电压高、不含镉、铅、汞,没有污染的锂电池。
前面已经说过,当前大功率交流UPS随着应用领域的增多,使用性能的扩展和必备功能的增多,使电路越来越复杂,售价越来越高,同时它的这种集中供电方式又存在着较多的缺点,因此必然会引起一场希望改变这种现状的UPS改革,并找出一种经济实惠、使用灵活方便的UPS供电方式。
4 UPS的改革与自主分散供电方式
UPS改革的目的有两个:一是把UPS的功能从交流UPS移到电脑的高频开关电源上;二是将传统的UPS集中供电方式改变成自主分散供电方式。