畢業(yè)設計--ups不間斷電源的設計-畢業(yè)設計(編輯修改稿)
2025-02-24 04:29 本頁面
【文章內容簡介】 概 述 自從電子設備特別是計算機問世以來 ，電源問題一直是人們十分關心的問題。對于一些特殊位置的重要設備，人們不但關心其供電電源本身的性能指標，更注重供電電源的質量，即供電的穩(wěn)定性和不間斷性。因為這些設備的電源一旦出現不穩(wěn)定或者消失，就將造成非常大的損失，甚至無可挽回的損失。所幸的是不間斷電源 UPS(Uninterruptible Power System)的出現 為解決這個問題提供了廣闊的前 景 1. UPS 的發(fā)展 歷程： 最初的 UPS 是由旋轉電動機供應能量的動態(tài) UPS， 即不間斷是靠動能維持。隨著社會技術的提高， 于是出現了靜態(tài) UPS， 它的主電路和控制電路均采用半導體器件，它也是目前絕大多數概念中的 UPS。 2. UPS 的發(fā)展前景： 從以上可看出 UPS 從當初發(fā)展到今天計算機系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)在內的能源、醫(yī)藥、交通、通訊系統(tǒng)等領域。 特別是從技術內含意義上講，從當初單一的機械式到今天包羅了當代全部的電子技術 :從微電子學到功率電子學 ，從線性電路到數字電路，從計算機硬件到軟件，從電信號通訊到光纖通訊以及機電一體化技術。 隨著微 電子技術和電力電子技術的不斷發(fā)展 ，電源技術的高頻化、模塊化、數字化、綠色化成為發(fā)展趨勢， UPS 不間斷電源也不例外。電力電子功率器件的高頻化和模塊化使得 UPS 電源產品的體積和重量大大減小 ，而可靠性和效率得以提高，可帶來顯著節(jié)能、降耗的可觀經濟效益。 由此可看出， UPS 已當之無魄成為當代高科技成員，而且正隨著電力電子技術、計算機技術、網絡技術等相關技術的發(fā)展而不斷發(fā)展。 第二章 系統(tǒng)整體設計方案 UPS 不間斷電源裝置不間斷供電的含義就是指當交流輸入電源 市電發(fā)生異?；驍嚯姇r，電源裝置能繼續(xù)向負載供電， 而且能保證供電質量，使負載供電不受影響。 實現此目的的交流不間斷 UPS 電源的基本組成 ， 如圖 21 所示 : 圖 1 UPS 基本組成框圖 在此基本組成電路中 當市電發(fā)生斷電或異常時，關鍵在于使用蓄電池放電，以蓄電池代替整流器，向逆變器提供直流輸入從而保證負載供電的不間斷和質量。如果要保證負載的不間斷供電和負載的供電質量，就必須增強 UPS 電源裝置的可靠性 ，因為只有電源裝置的可靠性提高了，才能使負載供電不間斷和質量得到充分保證，這就要從 UPS 電源裝置的結構和形式來考慮其設計方案。下面在分析不間斷供電 的原理的基礎上 ，提出本課題的整體設計方案。 UPS 電源不間斷供電的原理 負載間斷供電的原因，造成負載間斷供電的原因有很多 ，概括起來主要有 : 。 造成這種突然停電的原因較多，如用戶發(fā)生故障或事故 .造成電源跳閘 .雷擊造成短路而跳閘 .或者由于雷擊引起輸電線斷裂 .鳥害引起斷裂而跳閘 .臺風或龍卷風將輸電線刮斷等。 。 。 因此 ，解決負載不間斷供電須從以上三方面主要原因入手。 從 UPS 基本組成原理圖 1 可看出， （ 1）在交流輸入電源正常的情況下 ，整流器一方面為逆變器提供直流輸入電壓，同時另一方面向 蓄電池充電 ，使蓄電池儲存能量，一旦交流輸入電壓發(fā)生異?；驍嚯?、或者整流器發(fā)生故障時，整流器就無直流輸出，這時蓄電池自動代替整流器向逆變器提供直流輸入電壓，逆變器仍能正常 工作。當市電恢復正?；蛘哒髌鞴收吓懦?，恢復整流器供電，這樣負載得到連續(xù)供電，不會產生間斷供電的現象。 （ 2）當逆變器發(fā)生故障時 ，很明顯，圖 1 所示結構的 UPS 就不能實現負載的不間斷供電。 UPS 總結構框圖 ： UPS 結構圖如圖 2 所示：為在線式 UPS 的原理框圖，其基本原理是，當市電正常時，從輸入端輸入 220V 電壓，經過 變壓器將電壓變小，在濾去雜波，整流成直流電壓，經過斬波和穩(wěn)壓給蓄電池充電，以保證蓄電池充足的電量，再經過 PWM 逆變電路將直流變?yōu)榻涣鳎涍^升壓變壓器變?yōu)樗枰碾妷?，在用交流濾波濾去雜波。一旦市電發(fā)生變化或者停電，就由蓄電池工作，代替整流器輸出直流電，經逆變成恒壓恒頻的交流，因此供電不受市電停電的影響。在線式UPS 無論市電是否正常，其功率流程都是 “市電 — 濾波一整流濾波 逆變器 靜態(tài)開關 輸出”。只有當逆變器發(fā)生故障或過負荷時，才通過靜態(tài)轉換開關切換到市電旁路，其功率流程是 “市電 靜態(tài)開關 輸出”。 UPS 應包含交流濾波器 .整流器 .斬波器 .穩(wěn)壓器 .逆變器等等器件和線路。 圖 2 UPS 結構原理圖 第三章 各 單元電路設計 、 降壓并濾波： 如圖 3所示 :從電網上輸入 220V交流電 ,經過變壓器將電壓降低 ,再經過交流濾波器 把雜波濾去。 圖 3 變壓器與交流濾波
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