不间断电源及其设计简介（部分-1/17） - 万博官网APP,狗万官方客户端下载,万博客户端登录

不间断的电源（UPS）是一种电子设备，当主供应或输入电源失败时，将电源提供给负载。它不仅充当电器的紧急电源，而且还可以解决常见的电源问题。任何UPS都有一个电源储存元件，该元件将能量以化学能的形式存储在电池中。

就像能量以运动形式存储在飞轮中一样。这就是为什么这些设备也称为电池备用或飞轮备份的原因。UPS不仅提供应急功率，而且还有助于解决与功率相关的问题，例如提供防止输入功率中断，防止过电压，输出电压调节和稳定功能的保护。

不同的UPS模型具有不同的能力为负载提供动力的能力。能力的程度完全取决于UPS内部存储多少电荷。例如，为计算机设计的UPS只能在电源关闭时只能在一小时的时间内提供电源，但是该时间足以节省用户可以正常工作的文件。因此，出于明显的原因，考虑其应用时，任何UPS的充电存储能力都是确定的。

图1：UPS的典型图像

UPS和正常紧急电源的差异

传统的紧急电源使用带有传输开关的发电机在主电源失败时为设备供电。它可以提供数小时的电源，直到发电机中的燃料可用。但是，这有一个缺点。主电源故障期间连接到发电机体验中断的设备。这种中断发生是因为发电机必须打开恢复功率。根据开关机构的类型，负载的电源会中断。

与紧急电源相反，不间断的电源（UPS）可以通过使用电池或飞轮会在不中断的情况下为设备提供连续的电源。但是，UPS为设备提供电源的持续时间取决于使用的电池或飞轮的大小和数量。

UPS的使用在电器无法提供任何中断的应用中非常受欢迎。像医疗保健部门，医疗设备，IT办公室，电信，数据中心，银行以及在其他许多地方需要不间断的电源。

在本系列中，将设计一个UPS，它将以电池为存储元件，并在电源故障时为设备提供电源。UPS的设计可以分为不同的部分，在UPS的功能中具有独特的作用（如下图所示）。

图2：显示UPS电路的构件的图像

本系列中设计的UPS将具有四个电路部分，如下 -

1.充电器 -

首先，将设计充电器，以充电在这种情况下是电池的储能元件。由于有两种类型的电池类型：锂离子电池和铅酸电池，每个电池都会有两种不同的充电器电路。这些电池充电器的设计如下 -

i）铅酸电池充电器

在此电池充电器电路中，将设计一个恒定的电压铅酸电池充电器，即充电器将提供等于电池的最大电压额定值的恒定电压，并且充电电流有限。因此，在此充电器中，电池将永远不会超过预设充电电流。

下面是电池的充电算法，显示电池电流和电压。

图3：图显示了铅酸电池的恒定电压充电

ii）锂离子电池充电器

与铅酸电池不同，锂离子电池需要通过恒定的电流恒定电压方法充电。设计锂离子电池充电器将需要一个智能电路，该电路将感觉电流和电池电压。最初，充电电路将处于恒定电流模式，并将为电池提供恒定电流。当电池电压达到预设电压或最大额定电压时，充电器将切换为恒定电压模式。这种模式下的电流将通过保持恒定电压而慢慢降低。

下图显示了锂离子电池的充电算法，该算法清楚地了解了不同的充电阶段。