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EPS应急电源和UPS应急电源的技术发展趋向

时间:2015-12-23 浏览::
EPS应急电源和UPS应急电源的技术发展趋向
  1、UPS应急电源/EPS应急电源的控制技术
  中小型UPS应急电源/EPS应急电源的AC/DC和DC/AC变换大多数仍采用模拟控制电路,AC/DC变换器的控制芯片大多数已集成化,使用简单,工作可靠。DC/AC变换器的控制有两种基本方式,一种是单闭环控制,另一种是双闭环控制。前者控制电路简单,但难于实现输出端短路自动恢复。后者控制有电流内环和电压外环,电压调节器的输出为电流调节器的给定,因此,限制电流给定幅值也就限制了逆变器的最大输出电流。
  当前,数字控制已成为新型UPS应急电源/EPS应急电源控制技术发展的主流,数字控制器具有精度高,抗干扰能力强,易于实现对UPS应急电源的检测、故障诊断和隔离,易于实现遥控遥测,实现多台UPS应急电源的并联和热插拔,易于实现对蓄电池的监控和管理。也就是说,计算机的介入使UPS应急电源具备了智能化,可以使其运行在最优状态。
  2、DSP的应用
  采用数字信号处理器(DSP)的数字PWM技术,是数字控制技术的核心,用于保证UPS应急电源/EPS应急电源输出电压的质量,即保证输出电压、频率和输出电压波形满足技术指标的要求。数字控制的另一个重要功能是实现UPS应急电源/EPS应急电源的初始自检和运行自检,进行故障保护和故障隔离,这是模拟控制器无法胜任的。由于数字控制器的灵活性,使UPS应急电源控制器的硬件电路可以标准化,从而简化了生产、使用和维修,也大大提高了工作可靠性。
DSP主板图
  3、控制电路的全微处理器化
  UPS应急电源/EPS应急电源电路是由以下几部分组成的:主电路、驱动电路、监控显示及控制保护电路和通信界面电路。其中监控、显示及控制保护电路和通信界面电路,可以运用数字化设计技巧简化其电路,并解决原类比电路需要调整、具有温漂及参数调整不易的缺欠。采用的方法是:
  1)全微处理器化利用微处理器来执行监控、显示及控制保护电路和通信界面电路的功能;
  2)半微处理器化利用类比电路处理快速反馈保护电路,而由处理器处理慢速反馈、报警、显示及通信界面的功能。
  4、蓄电池技术
  蓄电池是的心脏,不管UPS应急电源/EPS应急电源电路多么先进,其性能最终取决于它的电池,一旦电池失效,再好的UPS应急电源/EPS应急电源也无法提供不间断供电。
  目前,UPS应急电源/EPS应急电源一般都使用免维护密封铅酸蓄电池,由于采用阴极吸收式密封技术,克服了普通蓄电池需要定期补水的缺点,具有“免维护”、使用方便、不污染环境、体积小、重量轻的优点。它使用高氢过电位的板栅材料,减少了电池在存放和充电过程中的气体分解。正极表面的超细玻璃纤维膜,阻止了活性物质脱落,提高了电池的寿命。安全阀的使用使蓄电池很少产生气体,又可使已产生的氧气被负极铅所吸收,使蓄电池无水的损失,达到了密封免维护的目的。
  一般情况下,影响电池性能的主要因素是连续充电,电池连续充电大约要减少一半的使用寿命。目前国外使用一种ABM(AdvancedBatteryManagement)三阶段电池管理方案,即充电分成三个阶段:第一阶段是恒流均衡充电,将电池容量充到90%;第二阶段是浮充充电,将电池容量充到100%,然后停止充电;第三阶段是自然放电,在这个阶段里,电池利用自身的漏电流放电,一直到规定的电压下限,再重复上述的三个阶段。这种方式改变了以前那种充满电后,仍使电池处于一天24h的浮充状态,因此延长了电池的寿命。
  金属化镍氢电池具有高能量密度的优点,而且又无镍镉电池可能造成的镉污染,将其应用于UPS应急电源/EPS应急电源可以收到小型轻量化的优点。但其缺点是售价太高。美国Alupower公司研发的高功率铅-空气备用电源装置(RPU),运行≥50h,功率从600W到6000W,电压有DC24V和48V两种,其能量密度是铅酸电池的十多倍,重量只有铅酸电池的1/10,所占空间只有铅酸电池的1/7,有望取代铅酸蓄电池应用于UPS应急电源/EPS应急电源。

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