模塊化UPS電源是什么?模塊化UPS電源工作原理。模塊化UPS電源在安裝、升級、重新配置或移動模塊化系統(tǒng)時，其獨立組件、標準接口以及簡單的操作既節(jié)省了時間又節(jié)省了費用。模塊化UPS電源廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理中心、計算機機房、ISP服務(wù)商、電信、金融、證券、交通、稅務(wù)、醫(yī)療系統(tǒng)等。由于模塊化UPS的技術(shù)難度大，廠家投入研發(fā)的成本很高，所以價格高于普通傳統(tǒng)的UPS。

模塊化UPS電源是什么?

模塊化UPS是由機架、UPS功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、顯示通信模塊以及電池組構(gòu)成。

1、功率模塊：包括傳統(tǒng)UPS的整流、充電、逆變以及相關(guān)控制電路等部分組成。

2、靜態(tài)開關(guān)模塊：UPS處于過載時的共用供電通道，是由雙向可控硅和控制電路組成。

3、顯示通信模塊：作為人機對話和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的平臺。

從設(shè)計原理方面來講，模塊本身就是一臺UPS電源，包括整流器、靜態(tài)旁路開關(guān)及附屬的控制電路等。模塊化UPS最大的優(yōu)點是能夠提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，一個模塊出現(xiàn)故障并不會影響其他模塊的正常工作，其可熱插拔性能夠大大縮短系統(tǒng)的安裝和修復(fù)時間?？梢?，模塊化UPS電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極具彈性，功率模塊的設(shè)計概念是在系統(tǒng)運行時可隨意移除和安裝而不影響系統(tǒng)的運行及輸出，使投資規(guī)劃實現(xiàn)“隨需擴展”，讓用戶隨業(yè)務(wù)發(fā)展實現(xiàn)“動態(tài)成長”，既滿足了后期設(shè)備的隨需擴展，又降低了初期購置成本。

模塊化UPS電源采用了抽屜式、高智能多制式模塊化設(shè)計，在線熱插拔技術(shù)，實現(xiàn)在線更換、在線維護，降低了維護難度，實行零停機工作。采用N+X并聯(lián)冗余無線技術(shù)，各模塊機架可完全分離，便于用戶以后的擴容或減容，使用非常方便。逆變結(jié)構(gòu)中優(yōu)先運用了“多電平逆變”的概念，致使功率器件的損耗大大降低，輸出電壓高次諧波減少近一倍，從而縮小了體積，增大了功率密度。

模塊化UPS電源在UPS行業(yè)中最先采用了32位數(shù)字信號處理器作為核心處理芯片，該芯片是目前國際市場上最先進、功能最強大的32位DSP處理器。運行速度高達150MPS，既具有強大的數(shù)值運算能力，又具有豐富的事件管理能力。特別適用于處理復(fù)雜、高精度、高速度、實時性要求非常的控制系統(tǒng)中。它的采用使本產(chǎn)品無論在電氣性能、可靠性、功能等各方面均有最大程度的提高。

模塊化UPS電源目前主要分為以下兩種類型

1、功率模塊化UPS。由機架加功率模塊組成。其中功率模塊包括傳統(tǒng)UPS的整流、濾波、充電、逆變器等部分。但靜態(tài)旁通與系統(tǒng)的部分監(jiān)控和顯示共用一個機架的，各功率模塊獨立控制并聯(lián)運行。機柜上部的顯示控制模塊僅作為用戶開關(guān)UPS主機和進行網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控平臺。

2、完全模塊化UPS。由機架加單體模塊構(gòu)成，每個單體模塊內(nèi)都裝有整個UPS電源與控制電路，包括整流器、逆變器、靜態(tài)旁路開關(guān)及附屬的控制電路、CPU主控板。每個UPS模塊都有獨立的管理顯示屏。

相對目前行業(yè)發(fā)展而言，中大功率模塊化UPS電源一般采用第一種類型，小功率模塊化UPS電源一般采用第二種類型，而且兩種類型UPS的共同特點是功率變換部分是獨立控制的，而且能實現(xiàn)N+X并聯(lián)，從而保證模塊化UPS的可靠性。隨著國內(nèi)廠商的研發(fā)投入，技術(shù)的進步將帶來可靠性的提高，模塊化UPS電源更利于大規(guī)模定制，則成本將呈相對下降趨勢。

工頻機、高頻機、模塊化機型是目前UPS市場上最常見的三種機型，其各有各的特點，滿足不同類型的客戶。模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨做成一個個功率模塊，然后每個模塊并聯(lián)輸出，另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元，這樣整臺UPS就是一個個模塊疊加而成。

模塊化UPS電源工作原理

當(dāng)市電正常時，市電經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娊o電池充電，同時輸出到逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為正弦交流電，經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出到負載。

當(dāng)市電輸入不正常時，由電池經(jīng)逆變器輸出到負載。

當(dāng)逆變器發(fā)生故障或輸出功率不足(由于過載、過熱等原因)時，轉(zhuǎn)換開關(guān)將自動切換至靜態(tài)旁路由市電繼續(xù)供電。若旁通是由于過載引起的，UPS將在負載低于100%時，跳回逆變器正常輸出。若旁通是由于過熱引起的，UPS將在溫度低于報警點時跳回正常輸出。

當(dāng)市電正常時，執(zhí)行鎖相，逆變頻率先追市電頻率，頻率相同后再追蹤相位，通過變動逆變頻率完成逆變和市電同相位。鎖相后，逆變和市電的相位差小于3度，頻率誤差小于0.01Hz。當(dāng)市電頻率超出47～53Hz范圍時，UPS不執(zhí)行鎖相，立即轉(zhuǎn)入電池逆變狀態(tài)，只有當(dāng)市電頻率回復(fù)到48～52Hz時，UPS再執(zhí)行鎖相，并轉(zhuǎn)入市電逆變狀態(tài)。

模塊化UPS電源運行模式

①正常模式，市電經(jīng)AC/DC、DC/AC兩級變換，輸出給用戶高質(zhì)量電源；

②市電斷電時，首先進入電池模式供電，此時輸出給用戶高質(zhì)量電源；電池放電至能量不足時，模塊化UPS電源輸出供電中斷；

③小于X個UPS功率模塊故障時，其他功率模塊繼續(xù)輸出給用戶高質(zhì)量電源；超過X個功率模塊同時故障（概率極低）時，市電經(jīng)旁路或旁路維修開關(guān)K給用戶供電，電源質(zhì)量由市電決定，電源質(zhì)量得不到保證，存在斷電風(fēng)險；

④UPS模塊維護時，其余功率模塊正常供電，為用戶提供高質(zhì)量電源。

模塊化被認為是UPS技術(shù)發(fā)展的趨勢，綠色節(jié)能型模塊化UPS備受關(guān)注,其輸入功率因數(shù)達0.999以上,減少了線路損耗,提高了電源利用率;其逆變效率可達98%以上,從而提高了整機工作效率。