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后备式ups电源原理图
刘满贵
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常规的大容量UPS 均为在线运行方式，即在市电掉电或恢复时进行无间断（0 毫秒）切
换，以保证重要负荷的不间断供电，而常规的后备式UPS 往往容量在2kVA 以下。
事实上有很多场合并无必要安装在线式UPS，但其负载功率往往也较大，如在以下应用
场合：
发电厂、变电站事故照明、润滑油泵、水泵供电；
楼宇、小区消防、紧急照明；
矿山、钢厂等应急用电；
……
在以上诸多场合，若采用在线式UPS，当然能满足要求，但一方面电源的“大材小用”，
造成不必要的投资；另一方面由于在线式UPS 的系统效率较低，从而造成电能的巨大损耗，
若采用大容量后备式UPS，可完全克服上述弊端。
1 大容量在线式与后备式UPS 原理
在线式UPS 原理如图1（a）所示，交流市电经过整流后一方面给蓄电池组充电，另一
方面给逆变器供电，一旦交流失电，整流器将停止工作，逆变器的输入将有蓄电池组供给；
后备式UPS 原理如图1（b）所示，交流市电正常情况下交流电力经过静态旁路开关给负载
供电，而逆变器则处于热备份状态，一旦市电电压异常，逆变器将自动投入运行，两组静态
开关互锁，保证交流市电和逆变输出电源之间不造成环流。
在供电要求不高的场合，采用大容量后备式UPS 有许多优势，主要有：
1) 大大降低电源成本，由于省略了与逆变器等同功率的整流器，因而电源成本可降低
1/3。
2) 系统效率大大提高，由于市电正常时，电源由交流旁路供电，只有浮充充电机很小
的耗电和静态开关产生的损耗，另外电源输入端由于无整流性负载，因此其功率因
数只与负载有关，当负载为阻性时，无须校正，功率因素为1。
3) 系统带载能力较强，旁路供电时逆变电源并不承担负载，而静态开关均采用大功率
晶闸管模块，其允许过载能力很强，可带动电动机等感性负载。
2 大容量后备式UPS 技术方案
大容量后备式UPS 虽然其原理于500VA 后备UPS 一样，但由于其输出功率较大，因此仍
有很多关键的技术问题，主要有：
适合应用于电动机负载的大功率逆变技术；
大容量后备式UPS 的
3 大功率逆变电源
将直流电力转换为交流电力，时相对成熟的技术，常规的UPS 内部都有逆变器部分，但
对于大容量后备式UPS 来说，由于其负载往往是电动机负载，冲击时间比较长，特别是大功
率风机，由于其惯性较大，起动时间有的达到10s 以上，由于电动机起动瞬间由5～7 倍冲
击电流，在电源与电动机容量接近的情况下，常规UPS 不能承受5～7 倍、并持续10s 以上
的过载，若仅仅将电源余量增加，必然造成投资增加，本文采用快速电流反馈控制技术，可
使逆变电源的容量与电动机容量相接近，从而大大降低电源成本。
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Colonel2002
2019-05-01
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ynw815
2016-06-01
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