在线互动式(Line-InteracTIve UPS),基本运作方式和离线 式一样,不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电,但随时都在监视市电的供电状况,本身具备升压和减压补偿电路,在市电的供电状况不理想时,即时校正,减少不必要的“Battery Mode”切换,延长电池寿命。
如上所述,无论是哪一类UPS,都会有逆变的环节,而逆变可分为:推挽式、半桥式、全桥式。下面以全桥式逆变来说明。
图4:全桥式逆变电路
在实际应用中,对于MOS管等的驱动,既需要很好的驱动能力,又对隔离有需求。而世强代理的Silicon Labs,作为业内著名的精密混合信号供应商,它推出的SI823X就可以很好地解决这个问题。关于SI823X物料更多的资讯方案可以在世强元件电商平台上下载。
图5:世强SI823X器件内部模块框图
世强代理的Si823x 驱动器采用 Silicon Labs 自主研发的硅隔离技术,提供符合 UL1577的 5 kVRMS 耐受电压以及 60 ns 快速传送时间。驱动器输出可连接到相同或独立的地线进行接地,或者连接到正或负电压。单个控制输入(Si8230/2/3/5/6) 或 PWM 输入 (Si8231/4) 配置提供滞后 >400 mV 的 TTL 级兼容输入。高度的集成、低传送延时、较小的外形及其灵活性和成本效益性使得 Si823x 系列非常适合 MOSFET/IGBT 门驱动器隔离应用。
因此,在逆变电路的应用中,世强SI823X不仅实现了隔离功能、驱动功能,还可以实现PWM输入、互补输出功能。另外,它还具备多个保护功能。具体有如下特点:
■ 一个封装内集成了两个完全隔离的驱动器;
■ 最高 5 kVRMS 输入到输出隔离;
■ 最高 1500 VDC 峰值驱动器到驱动器差分电压;
■ HS/LS 和双驱动器版本;
■ 最高 8 MHz 切换频率;
■ 0.5 A 峰值输出 (Si8230/1/2);
■ 4.0 A 峰值输出 (Si8233/4/5/6);
■ 60 ns 最大传送延时;
■ 独立 HS 和 LS 输入或 PWM 输入版本;
■ 瞬态抑制 >30 kV/μs;
■ 重叠保护和可编程死区时间;
■ 工作温度范围:–40 至 +125 °C;
■ 通过UL/VDE/CSA 认证;
■ 符合RoHS标准。
在使用不间断电源系统的过程中,人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。然而有资料显示,因蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为1/3。由此可见,加强对UPS电池的正确使用与维护,对延长蓄电池的使用寿命,降低UPS系统故障率,有着越来越重要的意义。除了选配正规品牌蓄电池以外,应从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池:
一、保持适宜的环境温度。
影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度,一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高,但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定,环境温度一旦超过25℃,每升高10℃,电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池,设计寿命普遍是5年,这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求,其寿命的长短就有很大的差异。另外,环境温度的提高,会导致电池内部化学活性增强,从而产生大量的热能,又会反过来促使周围环境温度升高,这种恶性循环,会加速缩短电池的寿命。
二、定期充电放电。
UPS电源中的浮充电压和放电电压,在出厂时均已调试到额定值,而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下,负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内,电池的放电电流就不会出现过度放电。
UPS因长期与市电相连,在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中,蓄电池会长期处于浮充电状态,日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低,加速老化而缩短使用寿命。因此,一般每隔2-3个月应完全放电一次,放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后,按规定再充电8小时以上。
三、利用通讯功能。
目前,绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件,通过串/并口连接UPS,运行该程序,就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询,可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息;通过参数设置,可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作,大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。
四、及时更换废/坏电池。
目前大中型UPS电源配备的蓄电池数量,从3只到80只不等,甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组,以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中,因性能和质量上的差别,个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个/些电池出现损坏时,维护人员应当对每只电池进行检查测试,排除损坏的电池。更换新的电池时,应该力求购买同厂家同型号的电池,禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。
五、总结
本文通过对UPS电源过程中如何正确的使用和维护蓄电池的讨论,推出了四种解决方法,包括为:保持适宜的环境温度、定期充电放电、利用通讯功能和及时更换废/坏电池
从本文的分析过程,你可以体会到生活中的点点滴滴都是有学问的,只有你细心发现各种元器件的特点,从中你会学到的更多。
工作