模块化UPS电源的构成以及优缺点盘点

模块化UPS电源采用了抽屉式、高智能多制式模块化设计，在线热插拔技术，实现在线更换、在线维护，降低了维护难度，实行零停机工作。采用N+X并联冗余无线技术，各模块机架可完全分离，便于用户以后的扩容或减容，使用非常方便。逆变结构中优先运用了“多电平逆变”的概念，致使功率器件的损耗大大降低，输出电压高次谐波减少近一倍，从而缩小了体积，增大了功率密度。

模块化UPS优点

模块化被认为是UPS技术发展的趋势，相对于传统意义上的UPS，模块化UPS具有三大优势。

第一，“模块化冗余并联”技术避免了资源浪费。在行业用户的信息网络供电系统建设中，经常会对高端UPS的容量产生错误的、或是过低或是过高的预计，其结果可能会导致采购成本过高、无法满足负载需要或造成资源、空间及能源浪费等情况。模块化UPS通过可扩充的模块结构有效解决了这一问题，它可以帮助用户在未来发展不明确的情况下分阶段进行建设和投资。

第二，高安全、易维护的热插拔技术突破了应用瓶颈。传统高端UPS在日常维护、设备维护期间均需要采取转旁路的方式，而负载在这种情况下是不受UPS保护的。因此，如果此时发生电源中断、过载等故障，将会造成严重的损失，并且其维修过程相对繁琐，不利时效。模块化UPS系统中采用的热插拔技术可以允许单体模块在不需停电的前提下任意进入或退出并联单元，从而实现了并联系统的在线维护，同时无需专门的仪器或技术即可进行。

第三，电源相位多制技术降低了采购和管理成本。传统高端UPS的电源输入与输出相位是固定的，因此用户在进行供电系统建设时，经常会为了顾全不同的相位及容量而增加UPS的数量。在模块UPS系统下，则可以采用电源相位多制技术来改变过往单一性造成的制约，用户无需再考虑如何采购不同相位或容量的UPS产品来适应系统的需要。

模块化UPS缺点

普及应用还需突破价格关

制约机架式模块化UPS发展的难点主要集中在功率密度的提高和并联数量的增加及降低价格三个方面。

机架式的模块化UPS从传统立式（塔式）结构过渡而来，相对传统立式（塔式）结构拥有宽阔的散热通道，大尺寸大功率的散热风扇的庞大体积而言，模块化UPS由于要便于单体更换操作，模块的体积重量都较小。

受到体积的限制，在UPS模块功率加大的情况下，散热就成了大问题。为了能达到安全工作的目的，模块化UPS不但采用原有的被动式散热、主动式散热、轴流式散热和风道导流式散热技术，还引入了热管式散热。

为确保电源的最高可用性、可扩展性，模块应该不限制数量地进行并联使用。

在多台UPS并联时，其中最重要的指标就是电流均分，也就是说如果N台UPS并联，必须保证每台UPS的输出电流是总输出电流的1/N，至少其相互之间的最大不平衡度要在要求范围内（一般是小于2%）。

在实际应用中，所有UPS的输出阻抗不可能一样，加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都具有正负误差，则各个UPS的电压既有相位差又有幅值差，这些都限制了并联台数的增加，进而限制了整机功率的提高。

在同一功率水平下，模块化UPS比传统的UPS价格贵的多。

未来，随着电力电子技术的不断发展，对UPS系统需求的不断提高。像贸易的交流催生了集装箱技术，集装箱技术引发了全球运输业革命性的变革一样，机架式模块化UPS必将引起不间断电源新的革命，进而成为未来UPS系统发展的趋势。

模块化UPS包括整流器、逆变器、有些还包括静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板等。

模块化UPS电源的构成

模块化UPS是由机架、UPS功率模块、静态开关模块、显示通信模块以及电池组构成。

1、功率模块：包括传统UPS的整流、充电、逆变以及相关控制电路等部分组成。

2、静态开关模块：UPS处于过载时的共用供电通道，是由双向可控硅和控制电路组成。

3、显示通信模块：作为人机对话和网络化监控的平台。

模块化UPS电源采用了抽屉式、高智能多制式模块化设计，在线热插拔技术，实现在线更换、在线维护，降低了维护难度，实行零停机工作。采用N+X并联冗余无线技术，各模块机架可完全分离，便于用户以后的扩容或减容，使用非常方便。逆变结构中优先运用了“多电平逆变”的概念，致使功率器件的损耗大大降低，输出电压高次谐波减少近一倍，从而缩小了体积，增大了功率密度。

产品在UPS行业中最先采用了32位数字信号处理器作为核心处理芯片，该芯片是目前国际市场上最先进、功能最强大的32位DSP处理器。运行速度高达150MPS，既具有强大的数值运算能力，又具有丰富的事件管理能力。特别适用于处理复杂、高精度、高速度、实时性要求非常的控制系统中。它的采用使本产品无论在电气性能、可靠性、功能等各方面均有最大程度的提高。

ups电源内部结构

1）整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。它有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电（DC），经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用；

2）逆变器：通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成；

3）蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。其主要功能是：1、市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。2、市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载；

4）静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅（SCR）反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。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，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。

UPS电源是由一套交流+直流充电+交直流逆变装置构成。UPS中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。一旦市电中断，蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器逆变成交流电供给计算机设备，保持对计算机设备供电的连续性。一般情况下，中小功率后备式UPS靠蓄电池维持供电的时间在10～30min左右。

在电网电压工作正常时，给负载供电如图所示，而且，同时给储能电池充电;当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产（如粗黑→所示）;当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电（如上图虚线所示）。