常用的交流UPS架构图

由于工业电气系统经常遇到电压波动，谐波失真，噪声以及短期或长期停电，因此必须通过为应用指定不间断电源(UPS)确保最大的正常运行时间。 为控制系统指定最佳的UPS是很具成本效益的投资之一。

1 介绍

基于微处理器的工业控制系统之(PLC，工业计算机，HMI，电机驱动器，运动控制器和传感器)—是基于高可靠性，高质量和竞争力系统组件。 如果有一个普遍因素可以破坏并导致系统停机，就会导致损失或意外。由于工业电气系统经常遇到电压波动，谐波失真，噪声以及短期或长期停电，因此必须通过为应用指定不间断电源(UPS)确保最大的正常运行时间。 为控制系统指定最佳的UPS是很具成本效益的投资之一。

2 应用

工业电脑(IDC)

HMI,

驱动设备,

电机控制设备,

传感器

安防监控

其他

3 组成架构

3.1 AC –UPS

下图是常用在线式UPS的基本架构

常用的交流UPS架构图

常用的交流UPS至少由下列模块组成

l AC/DC 模块

l DC/AC逆变器模块

l DC/DC 充电机模块

l 旁路继电开关模块

缺点：

l 多次电压变换产生的能耗。

l 短期或长期停电时。

l 成本效益比差。

l 电压波动，谐波失真，噪音和噪声。

3.2 DC UPS

组成

l 充电机

l MCU/uC

l 接口管理

l 电池单元

基本功能

当输入功率在安全限制范围内时，UPS为下挂电源线上的负载供电并使电池保持充电状态。

当电能质量问题威胁要关闭DC直流供电系统，UPS通过切换到免维护电池，可以为支持的负载提供足够的电力。 UPS轻松连接切换电源(毫秒级中断)持续为负载供电，时间长达数分钟到数小时。

如果发生较长时间的中断，UPS可以配置为向监控设备发出有序关闭信号

监控设备并触发连接负载的安全断电，确保停电时的设置得救(镜像)。

对于工控电脑来说，这个关闭前的“快照”非常有助于快速有效地重启系统(恢复供电)。

充电计量单元

系统采用带能量采集功能的充电管理芯片

l 备份电池类型/电压选择

l CC/CV模式，充电电流实时可调

l JEITA,根据温度调整充电电流

l 电池电流/电压采集

l BSR/SOC/SOH计算

l 输出电压/电流采集

l 输入电压/电流采集

电池包

系统采用稳定可靠的带前端AFE管理的电池PACK，实现AFE的初级保护

接口

l 继电器报警信号触发(过压/欠压)

l DC buck/boost 电压输出，温度可控

l RS232+RS485+USB(可选)

l WIFI/BLE/GPRS/NB-IOT(可选)

l MODBUS协议支持

4 AC/ DC UPS 使用对比

序号传统 AC UPSDC UPS

1安装机架式安装嵌入式安装(导轨)

2应用环境数据中心/办公产所工业控制,智能交通,视频监控，基站

3标准UL 508/

4损耗多次AC/DC,DC/AC转换，每次转换都要损耗外接AC/DC适配器

5风扇须无

6充电器有有

5 Key features for operations and diagnostics

先进的DC UPS标配一套基本的运行和诊断功能。 直流UPS指定提供了以下必备功能：

l 远程监视(云端)

l 诊断和关闭(开机自检)

l 电池状况 LED或LCD状态指示灯(视觉诊断)

l 正常和电池模式下的过载保护;

l 系统监控继电器端子.继电器触点向控制器提供可靠的信号，表明系统使用电池供电。

l USB/UART具有连接计算机的通讯能力为佳。

如果未保持最佳充电状态，电池的寿命会大大缩短。请确保DC UPS电池从正规供应商处购买，这些经销商应了解电池保质期的限制。

6 充电管理对电池安全及寿命的影响

影响电池寿命和安全的主要因素

1. 电池过充

2. 电池过放

3. 充电电流过大

4. 工作循环次数过多

基于微处理器的UPS确保正确的电池充电曲线，JEITA可选，内阻测量。从而延长电池的寿命。

同时提供电池包的短路、断路、过充、过温、过放保护。系统采用带前端初级保护的电池包(锂电池)，提高系统的安全性能。