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單端正激式開(kāi)關(guān)電源的典型電路:這種電路在形式上與單端反激式電路相似,但工作情形不同。當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),VD2也導(dǎo)通,這時(shí)電網(wǎng)向負(fù)載傳送能量,濾波電感L儲(chǔ)存能量;當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止時(shí),電感L通過(guò)續(xù)流二極管VD3繼續(xù)向負(fù)載釋放能量。
在電路中還設(shè)有鉗位線(xiàn)圈與二極管VD2,它可以將開(kāi)關(guān)管VT1的高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿(mǎn)足磁芯復(fù)位條件,即磁通建立和復(fù)位時(shí)間應(yīng)相等,所以電路中脈沖的占空比不能大于50%。由于這種電路在開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),通過(guò)變壓器向負(fù)載傳送能量,所以輸出功率范圍大,可輸出50-200W的功率。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積也較大,正因?yàn)檫@個(gè)原因,這種電路的實(shí)際應(yīng)用較少。
部分國(guó)家采用20小時(shí)放電率(C20)的安時(shí)數(shù)代表電池額定容量的大小,即在25℃下以恒定電流放電20小時(shí)至終止電壓(1.75V/單格),該電流乘以20即為電池的C20容量,一般用AH數(shù)表示。例如,12V/100AH的電池是指該電池能夠以5A(0.05C)的電流恒定放電至終止電壓10.5V,可連續(xù)放電20小時(shí)。另外要注意,電池放電時(shí)間與放電電流不是線(xiàn)性關(guān)系,如100AH電池以100A的電流放電支持不了1個(gè)小時(shí),只有數(shù)十分鐘;而以1A的電流放電,則會(huì)超出100小時(shí)(不推薦如此方式放電)。
數(shù)字化UPS采用新的數(shù)字信號(hào)控制器(DSP)加以數(shù)字化的霍兒傳感器件,實(shí)現(xiàn)了UPS系統(tǒng)的100%數(shù)字化運(yùn)行。還采用了多重微處理器冗余系統(tǒng),用多個(gè)有獨(dú)立供應(yīng)電源的微處理器來(lái)控制整流器、逆變器和內(nèi)部靜態(tài)旁路,因而提高了系統(tǒng)的數(shù)字化程度和可靠性。
高頻化第一代UPS的功率開(kāi)關(guān)為可控硅,第二代為大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管,第三代為IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)速度比可控硅要高一個(gè)數(shù)量級(jí),而IGBT功率器件電流容量和速率又比大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管大得多和快的多,使功率變換電路的工作頻率高達(dá)50kHz.變換電路頻率的提高,使得用于濾波的電感、電容以及噪音、體積等大為減少,使UPS效率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和控制精度等大為提高。
通常設(shè)備都標(biāo)明了耗電功率(或者額定功率),此時(shí)就應(yīng)當(dāng)使所有接到UPS上的設(shè)備的額定功率加起來(lái)不超過(guò)UPS的輸出功率,這種方法通常就叫做UPS輸出功率與負(fù)載耗電功率的匹配。但有些設(shè)備的啟動(dòng)功率是額定功率的3-5倍(例如打印機(jī)的額定功率為200W,則在計(jì)算負(fù)載匹配時(shí)要按5×200W=1000W進(jìn)行折算)。除了打印機(jī)以外的其他計(jì)算機(jī)外部設(shè)備,通常啟動(dòng)功率略大于額定功率,故考慮匹配時(shí)好按UPS輸出功率的80%進(jìn)行負(fù)載匹配。
電源中的浮充電壓和放電電壓,在出廠(chǎng)時(shí)均已調(diào)試到額定值,而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的,使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載,比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺(tái)數(shù)。一般情況下,負(fù)載不宜超過(guò)UPS額定負(fù)載的60%。在這個(gè)范圍內(nèi),電池的放電電流就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度放電。