ups整流器逆变器

UPS的工作原理谁知道？

UPS，即不间断电源，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它的设计初衷是在停电时为计算机系统提供持续供电，确保数据安全存盘。在现代计算机系统和网络应用中，UPS的作用不仅限于应急供电，更重要的是改善电源质量，消除电源波动对设备的影响。

从技术层面上讲，UPS是一种含有储能装置的电源保护设备，它以逆变器为主要元件，能稳定输出电压和频率。通常，UPS系统由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。

整流器将交流电转化为直流电，同时作为蓄电池的充电器。当市电正常时，它将交流电转换为直流电储存起来；市电故障时，它将直流电逆变为交流电供负载使用。

蓄电池是UPS系统中的储能装置，通过串联电池单元形成。其容量决定了UPS供电时间的长短。在市电正常情况下，蓄电池将电能转化为化学能储存；当市电出现故障时，它又将化学能转换回电能，通过逆变器为计算机系统提供电力。

逆变器的功能是将直流电转换为交流电，其主要组成包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路。它能够将整流器产生的直流电转换成稳定的交流电，为计算机系统供电。

静态开关是UPS系统中的关键组件之一，它通过两个可控硅反向并联组成。这种无触点开关可以在两路电源之间实现快速切换，确保系统在市电故障时能够迅速切换到备用电源，保证系统的连续运行。

目前市面上主流的UPS厂商包括APC和山特等品牌，它们提供了多种级别的UPS产品以适应不同用户群体的需求。无论是小型办公室还是大型数据中心，都能找到合适的UPS解决方案。

ups整流器和逆变器的作用

1. 逆变器的作用

逆变器的主要功能是将直流电（DC）转换为交流电（AC）。这种装置通常包含逆变桥、控制逻辑和滤波电路。利用TL494芯片，可以构建一个400W的大功率稳压逆变器电路。该电路采用TL494作为激励式变换部分，配合VT1、VT2、VD3、VD4等元件构成灌电流驱动电路，以驱动两只60V/30A的MOS FET开关管。若要提升输出功率，每路可以采用多只开关管并联，电路设计将相应调整。TL494在逆变器中的作用包括设定稳压取样、误差放大系统，以及控制脉冲宽度，以维持输出电压稳定。

2. 逆变器的种类

逆变器按照输出波形可以分为正弦波逆变器和方波逆变器。正弦波逆变器输出的波形质量接近于家庭用电，没有电磁污染，适合带各种负载。方波逆变器输出的波形较差，对负载和逆变器本身可能产生不稳定的影响，负载能力也较低。近年来，出现了改良的正弦波逆变器，其波形有所改善，但仍属于方波范畴。这类逆变器效率高、噪音小、售价适中，逐渐成为市场主流。

3. 感性负载

感性负载指的是那些在启动或停止时会产生较大电流的负载，如电动机、日光灯等。这些负载在启动时，由于其电感特性，需要克服电感本身的电动势，因此电流较大。逆变器在带这类负载时，需要提供足够的电流来满足其启动需求。

ups与逆变器优缺点

UPS系统由整流器、电池、升压器、逆变器等组件构成，其主要作用是确保电力供应不间断，同时提供电源备份。逆变器则是一种设备，它将直流电（DC）转换为交流电（AC），以供不同类型的电器设备使用。两者的用途不同，因此不具有直接的可比性。在选择UPS或逆变器时，应根据具体的应用场景和需求来决定。

UPS工作原理。

UPS主要由整流器、逆变器、蓄电池组、切换开关组成。

整流器作用是将市电转化成直流电

逆变器的作用是江整流器、蓄电池组的智能能量转变为精准的交流电

切换开关作用是将市电直接供电切换至逆变器供电

我的UPS，想改成车用的逆变器。怎改？

逆变器是UPS的主要组成部分。由于整流器已将交流输入电压变成直流电压，而负载所需的是交流电压，就必须有一种电路再将该直流电压变回交流，执行这个任务的装置就叫逆变器。逆变器电路的种类很多，在UPS中常见的有推挽变换器、半桥逆变器、全桥逆变器、双向变换器等。

1. 直流变换器

直流变换器是一种最简单最基本的逆变器电路，主要应用于后备式UPS中，它分为自激式和它激式两种。

1. 自激式推挽变换器

自激式推挽变换器图1 自激式直流推挽变换器 图1(a)所示是自激式直流推挽变换器电路，所谓自激就是不用外来的触发信号，UPS就可以利用自激振荡的方式输出交流电压，其交流电压的波形为方波，如图1(b)所示的波形UN。UN是当电源电压E为额定值时的输出情况（其中丛御阴影部分除外）。自激直流变换器电路主要用于对电压稳定度要求不高但不能断电的地方，如电冰箱、紧要照明用的白炽灯、高压钠灯和金属卤素灯等，供电条件差的农村居民也有不少采用了这种电路作不间断电源。由于它的电路简单、价格便宜、可靠性高，故也很受欢迎。

该电路的工作原理如下：在时间t=t0加直流电压E，这时由于晶体管V1和V2的基极电压 Ub1=Ub2=0，二者不具备开启条件，但在它们的集电极和发射极之间却都有漏电流，如图中的I1和I2所示，且二电流在变压器绕组中的流动方向相反，由于器件的分散性，使得 I1-I2=ΔI≠0，这个差值电流ΔI就在绕组中产生一个磁通量，于是就在基极绕组中感应出电压Ub1和Ub2，由同名端的标志可以看出，这两个电压的极性是相反的，即一个Ub给晶体管基极加正电压，使其开通，另一个Ub给另一个晶体管基极加负压，使其进一步截止。电路的设计正好是漏电流大的那一个晶体管基极所感应出的Ub给自己基极加正压，而漏电流小的那一个晶体管基极所加的是负压，基极加正压管子的集电极电流进一步增加，又进一步使它的基极电压增大，这样一个雪崩式的过程很快使该管（设为V1）电流达到饱和值，即V1集电极-发射极之间的压降UCE1=0，绕组N1和N2上的电压也达到了最大值UN1=UN2=E，此后由于磁芯进入饱和阶段，磁芯中磁通的变化量减小，各绕组感应的电压也相应减小，原来导通的管子由于集电极电流增大（磁芯饱和所致）和基极电流减小而脱离饱和区，使绕组感应的电压进一步减小，这样一个反变化过程使得V1雪崩式地截止而V2达到饱和，如图1(b)t1所示。而后就再重复上面的过程，于是就形成了如图1(b)所示的方波波形。有时为了使启动更快和更可靠，就加一个RC启动触发环节。

该电路方案的不足之处就在于它的不稳压。它的输出电压随着电源电压E的高低起伏，如图1(b)UH阴影部分所示的情形，如果电源电压E一直这样高，其输出电压也就一直高。若电源电压E降到UL这样低的水平，如图1(b)UL阴影部伍郑枣分所示，则输出电压也跟着低下去。因此，这种电路方案在以后的后备式UPS中就不被采用了。

2. 它激式推挽变换器

由于自激式推挽变换器不能满足输出电压稳定的要求，它激式推挽变换器就得到了广泛地应用。所谓“它激”就是电路的振荡工作是由外加控制信号的激发而实现的。图2(a)所示的就是它激式推挽直流变换器电路原理图。由图中可以看出，前面自激式推挽变换器的基极反馈绕组被取消了，代替它的功能的环节是电源控制组件IC，在早期用的是TDA1060，后来多采用LM3842或LM3845等。采用电源控制组件IC发出方波控制脉冲使UPS工作，在变压器输出端有一个与输出电压成正比的反馈信号回送给IC，使其根据输入端电压的变化和输出负载的变化来调整控制脉冲的宽度，以保证输出电压稳定在设计范围内。

下面就介绍一下该电路的工作原理。

当接通电源控制脉冲时，电源控制组件IC开始工作并发出方波控制脉冲，使推挽变换器的两个功率管按照脉冲的同样宽度输出方波电压，设在E为额定值时，UPS的输出电压也为额定值，如图2(b)输出波形图中粗线所示的波形UN，设此时的输出脉冲宽度为δ2，如果由于某种原因使电源电压升至UH，这时的测量与控制电路就会自动将控制信号的脉冲宽度由δ2减小至δ1，如图2(b)UH阴影所示，以保证输出脉冲电压的面积不变，即

(3)

时，输出电压不变。同样，当由于某种原因使电源电压降低到UL时，这时的测量与控制电路就会自动将控制信号的脉冲宽度由δ2增大到δ3，如图1(b)UL阴影所示，以保证输出脉冲电压的面积不变，即

（4）

由此就得出了维持输出电压稳定的条件为：

（5）

当输出端负载变化时，由于输出线路和UPS内阻的共同作用也必然导致输出电压的变动，这种瞬间地变动通电压过反馈电路送入电源控制组件IC的相应输入端，经比较和转换后，去改变控制脉冲的宽度，以保证输出电压的稳定。

由这种它激式推挽变换器输出的具有稳压功能的脉冲电压波形称为准方波，以区别于不具稳压功能的自激式直流变换器输出的波形。有的将准方波叫成阶梯波，这是一种误会，所谓阶梯，如图3所示（该图是将上图一种电源电压UN或UH或UL的情况单画出来的波形）。而实际上并非如此，因为输出电压分正半波和负半波，并且每个半波仅有一个台阶，不在阶梯定义范畴之内。是否可以当阶梯来看呢？不可以。因为若把该半波当成阶梯波来看，就必须将基线移到最上端或最下端，不论移到哪一端，电压都变成了单极性的值：正半波或负半波。这和正负半波交替的事实完全不符，因此阶梯波之说是一种误会。

2. 桥式逆变器

桥式逆变器名称的来源是它的电路结构形式很像“惠斯登”电桥。由于对输出电压要求稳定的原因，故桥式逆变器的触发方式几乎都是它激。在线式UPS多采用桥式逆变器，因为它有着比推挽变换器更大的优点。比如推挽变换器功率管上的电压为电源电压的2倍，更加上状态转换时的上冲尖峰，要求该器件的耐压就更高，这样以来不但增加了器件的成本，而且也由于功率管工作电压的提高，降低了它的输出能力，因此用在后备式UPS上居多。桥式逆变器就克服了这些缺点，并且根据要求的不同，电路又分成半桥逆变器和全桥逆变器，下面将分别进行讨论。

1. 半桥逆变器

所谓半桥逆变器实际上电路的结构形式也是桥式的，所差的是两个桥臂上的器件不同。图4所示的是半桥逆变器结构及电原理图，图4(a)是它的电原理图，图4(b)是它的输出波形图。由图中可见，电桥的左边由电容器构成，右边由功率管构成，输出端就设在两电容器连接点和两功率管连接点之间。下面就讨论一下它的简单工作原理。

(a)电原理图

(b)输出波形图4 半桥逆变器结构及电原理图

假设电路已处于工作的准备状态，即电容C1和C2已充满电。在时间t=0功率管V1被打开，电流I1由电容器C1的正极出发，如空心箭头所示，流经功率管V1、变压器Tr初级绕组N1的BA、回到C1的负极，一直到t=t1，形成正半波，如图4(b)所示。在t=t1时，V1由于正触发信号的消失而截止，此时正触发信号加到了V2的控制极，使其开通，电流I2由电容器C2的正极出发流经变压器Tr初级绕组N1的AB，如图中的实心箭头所示，可以看出这时的电流方向是相反的，电流I2通过变压器后流经功率管

什么是UPS

什么是UPS不间断电源及其组成结构？

UPS不间断电源是一种关键的电源保护设备，其核心功能在于保障计算机在电力中断后仍能持续工作一段时间。这一特性对于用户而言至关重要，因为它为用户提供了宝贵的时间窗口，以便紧急保存正在编辑的重要文档，避免因停电而导致的工作中断或数据丢失。

UPS不间断电源的主要构成结构包括以下几个核心部分：

1. 整流器：整流器是UPS的核心组成部分之一，其主要功能是将交流电转化为直流电。首先，整流器会将交流电转换为直流电，并经过滤波后供给负载或供给逆变器。此外，整流器还负责为蓄电池提供充电电压，相当于UPS的充电器。

2. 蓄电池：蓄电池是UPS用来存储电能的装置。它由若干个电池串联而成，容量大小决定了UPS能够维持放电供电的时间。在市电正常时，蓄电池将电能转换为化学能储存在电池内部；而当市电出现故障时，蓄电池则负责将储存的化学能转换为电能，供给逆变器或负载。

3. 逆变器：逆变器是UPS的另一个核心部分，它的作用是将直流电（DC）转化为交流电（AC）。逆变器主要由逆变器控制逻辑和滤波电路组成。通过逆变器，UPS能够确保输出的电源具有稳定的电压和频率，从而保护计算机系统不受电源波动的影响。

4. 静态开关：静态开关，也称为静止开关，是一种无触点开关。它由两个可控硅（SCR）反向并联组成一种交流开关。静态开关的闭合和断开由逻辑控制器控制。这种开关主要分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，实现自动从一路到另一路的切换。

从基本应用原理上讲，UPS不间断电源通过其内部的储能装置和这些核心组件，能够消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等电源污染，为计算机系统提供高质量的电源，保障用户的数据安全和计算环境稳定。无论是应急使用还是改善电源质量，UPS都在计算机系统和网络应用中发挥着不可或缺的作用。

ups工作原理

UPS的工作原理主要是将电网交流电压经整流器滤波器变成直流电压，再经逆变器将直流电压变换成所需的合格交流电压，并通过交流滤波器滤去高次谐波后向负载供电。同时，UPS还接有蓄电池系统，一旦市电中断，可立即自动切换成蓄电池供电，保证负载设备的持续运行。此外，UPS还有旁路开关与备用电源相连，以提高UPS的可靠性和灵活性。

具体来说，UPS的工作流程可以分为以下几个步骤：

1. 市电正常时，UPS将市电交流电压经整流器滤波器变成平稳的直流电压，供给逆变器，同时向蓄电池充电。此时，逆变器将直流电压变换成符合要求的交流电压，通过交流滤波器滤除谐波后，向负载供电。

2. 当市电出现异常或中断时，UPS会立即切换到蓄电池供电模式。蓄电池通过逆变器继续向负载提供稳定的交流电压，确保负载设备的正常运行。这种切换过程是自动且无缝的，对负载设备几乎没有任何影响。

3. UPS还配备有旁路开关，当UPS需要检修或出现故障时，可以通过旁路开关将负载直接连接到备用电源上，以保证负载的持续供电。这种设计大大提高了UPS的可靠性和可维护性。

总的来说，UPS的工作原理是通过整流、逆变、滤波等过程，将不稳定的市电转换成稳定、可靠的交流电源，为负载设备提供持续、高质量的电力保障。在各种应用场景中，如计算机、通信、医疗、工业控制等行业，UPS都发挥着至关重要的作用，确保关键设备的稳定运行和数据安全。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467