UPS/EPS的發(fā)展趨勢(shì)



2.1 UPS/EPS的控制技術(shù)    中小型UPS/EPS的AC／DC和DC／AC變換大多數(shù)仍采用模擬控制電路，AC／DC變換器的控制芯片大多數(shù)已集成化，使用簡(jiǎn)單，工作可靠。DC／AC變換器的控制有兩種基本方式，一種是單閉環(huán)控制，另一種是雙閉環(huán)控制。前者控制電路簡(jiǎn)單，但難于實(shí)現(xiàn)輸出端短路自動(dòng)恢復(fù)。后者控制有電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)，電壓調(diào)節(jié)器的輸出為電流調(diào)節(jié)器的給定，因此，限制電流給定幅值也就限制了逆變器的最大輸出電流。 當(dāng)前，數(shù)字控制已成為新型UPS/EPS控制技術(shù)發(fā)展的主流，數(shù)字控制器具有精度高，抗干擾能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的檢測(cè)、故障診斷和隔離，易于實(shí)現(xiàn)遙控遙測(cè)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)UPS的并聯(lián)和熱插拔，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的監(jiān)控和管理。也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)的介入使UPS具備了智能化，可以使其運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)。 



2.1.1 DSP的應(yīng)用   采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的數(shù)字PWM技術(shù)，是數(shù)字控制技術(shù)的核心，用于保證UPS/EPS輸出電壓的質(zhì)量，即保證輸出電壓、頻率和輸出電壓波形滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。數(shù)字控制的另一個(gè)重要功能是實(shí)現(xiàn)UPS/EPS的初始自檢和運(yùn)行自檢，進(jìn)行故障保護(hù)和故障隔離，這是模擬控制器無(wú)法勝任的。由于數(shù)字控制器的靈活性，使UPS控制器的硬件電路可以標(biāo)準(zhǔn)化，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)、使用和維修，也大大提高了工作可靠性。 



2.1.2 控制電路的全微處理器化   UPS/EPS電路是由以下幾部分組成的：主電路、驅(qū)動(dòng)電路、監(jiān)控顯示及控制保護(hù)電路和通信界面電路。其中監(jiān)控、顯示及控制保護(hù)電路和通信界面電路，可以運(yùn)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技巧簡(jiǎn)化其電路，并解決原類比電路需要調(diào)整、具有溫漂及參數(shù)調(diào)整不易的缺欠。采用的方法是： 1）全微處理器化利用微處理器來(lái)執(zhí)行監(jiān)控、顯示及控制保護(hù)電路和通信界面電路的功能； 2）半微處理器化利用類比電路處理快速反饋保護(hù)電路，而由處理器處理慢速反饋、報(bào)警、顯示及通信界面的功能。



2.2 蓄電池技術(shù) 蓄電池是UPS/EPS的心臟，不管UPS/EPS電路多么先進(jìn)，其性能最終取決于它的電池，一旦電池失效，再好的UPS/EPS也無(wú)法提供不間斷供電。 目前，UPS/EPS一般都使用免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，由于采用陰極吸收式密封技術(shù)，克服了普通蓄電池需要定期補(bǔ)水的缺點(diǎn)，具有“免維護(hù)”、使用方便、不污染環(huán)境、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。它使用高氫過(guò)電位的板柵材料，減少了電池在存放和充電過(guò)程中的氣體分解。正極表面的超細(xì)玻璃纖維膜，阻止了活性物質(zhì)脫落，提高了電池的壽命。安全閥的使用使蓄電池很少產(chǎn)生氣體，又可使已產(chǎn)生的氧氣被負(fù)極鉛所吸收，使蓄電池?zé)o水的損失，達(dá)到了密封免維護(hù)的目的。 一般情況下，影響電池性能的主要因素是連續(xù)充電，電池連續(xù)充電大約要減少一半的使用壽命。目前國(guó)外使用一種ABM三階段電池管理方案，即充電分成三個(gè)階段：第一階段是恒流均衡充電，將電池容量充到90％；第二階段是浮充充電，將電池容量充到100％，然后停止充電；第三階段是自然放電，在這個(gè)階段里，電池利用自身的漏電流放電，一直到規(guī)定的電壓下限，再重復(fù)上述的三個(gè)階段。這種方式改變了以前那種充滿電后，仍使電池處于一天24h的浮充狀態(tài)，因此延長(zhǎng)了電池的壽命。 金屬化鎳氫電池具有高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，而且又無(wú)鎳鎘電池可能造成的鎘污染，將其應(yīng)用于UPS/EPS可以收到小型輕量化的優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是售價(jià)太高。美國(guó)Alupower公司研發(fā)的高功率鉛－空氣備用電源裝置(RPU)，運(yùn)行≥50h，功率從600W到6000W，電壓有DC24V和48V兩種，其能量密度是鉛酸電池的十多倍，重量只有鉛酸電池的1／10，所占空間只有鉛酸電池的1／7，有望取代鉛酸蓄電池應(yīng)用于UPS/EPS。 

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