UPS新方案在功率因数校正方面有较大提高

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交流型UPS电源的功率因数低、电流失真严重、高次谐波干扰大，而且普遍采用BYPASS设计，因此电路结构复杂化，调试困难，成本上升，可靠性降低。此外交流型UPS电源难以实现并联运行。为此，目前又出现了大功率直流型UPS电源，如图2所示。该方案在节约能源、提高可靠性、降低生产成本等方面有一定的改进，该电源省略了DC/AC环节和开关电源中的AC/DC环节，因而生产成本降低。新方案在功率因数校正方面有较大提高，功率因数从60%提高到95%，长春EPS维修厂即相当于电网的负荷减少了30%左右，因此输出功率大大增加，且明显降低了对电网污染，另一方面，可以简化DC/AC和AC/DC环节，不需要设计逆变器、锁相环和稳频部分，还可以省去原输入级大容量储能电容器，在DC/DC变换中只需留下高频小容量电容器，由于蓄电池组的耐瞬间冲击能力强，故BYPASS也可以省略掉。
新的UPS电源系统具有良好的扩充性与分布性，允许多台小功率电源并联使用，共同向一台大容量负载供电，只需要总功率之和大于负载容量即可。因直流变换对功率因数校正影响小，故新方案容易实现较高的功率因数校正，减少开关电源对电网的干扰污染，有利于实现净化电源的目标。
3 UPS的负载问题
UPS输出波形有方波和正弦波两种类型。方波输出的UPS带负载能力相对较差，负载量一般为额定负载的40%～60%，而且不允许带感性负载，负载太大有时可能损坏负载电路中的电源滤波电容；正弦波输出的UPS带负载能力相对较强，并能带微电感性负载。一般地，UPS外壳上标有输出功率，有些以有功功率瓦（W)或千瓦（kW)表示，也有的用视在功率伏安(VA)或千伏安(kVA)表示。有功功率用?P?表示，视在功率用?S?表示，则有：?P=S?cos ?φ?，其中cos ?φ?为功率因数。大多数UPS的cos ?φ?大约为0.8左右，则可得?P?=0.8?S?。
所以，一个1 kVA的UPS表示其最大输出功率为1 kVA或0.8 kW，此时，就要求UPS负载设备的有功功率总和应小于0.8 kW，而负载一般都标明了额定功率，所以，所有负载的额定功率之和不能超过UPS的有功功率，若满足这样的条件，就称UPS输出功率与负载耗电功率匹配。但应注意一点，以上分析是负载稳定工作时的情况，计算机的外设一般都满足这一情况，但打印机和彩色显示器却例外，打印机启动功率是其额定功率的3～5倍，彩色显示器由于开机消磁电路工作需要较大功率，例如一台AR3240打印机其标称额定功率为220 W，则它启动时耗电功率最大可达220×5=1 100 W，所以一台1 000 W的UPS若单独带一台该打印机也是不可靠的。计算机其他外设的启动功率略大于额定功率，则在考虑匹配时按UPS输出功率的0.8进行负载匹配，例如一台3 kVA的UPS，实际带负载时可带3×0.8×0.8=1.92 kW的负载。一个标准UPS在满载（即功率充分匹配）情况下，市电中断时可持续供电约5～12 min，但在半负载（即负载耗电功率时UPS输出功率的一半）情况下，则可持续供电约10～25 min，即大约有负载减半供电时间加倍的关系。
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