市場上流行的UPS電源主要有哪3大類？

在通訊及PC應(yīng)用無處不在的今天，UPS電源也得到了大量的應(yīng)用。所謂UPS(Uninterruptible Power System)，即不間斷電源，是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接，通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或精密儀器提供不間斷且高質(zhì)量的電力供應(yīng)。

目前市場上流行的UPS主要有3類：后備式、在線式和線上交錯式。

 

 

圖1：后備式UPS運(yùn)作框圖

后備式又稱為非在線式不間斷電源(Off-Line UPS)，它只是“備援”性質(zhì)的UPS，市電直接供電給用電設(shè)備也為電池充電(Normal Mode)，一旦市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電了，市電的回路會自動切斷，電池的直流電會被轉(zhuǎn)換成交流電接手供電的任務(wù)(Battery Mode)，直到市電恢復(fù)正常，“UPS只有在市電停電了才會介入供電”，不過從直流電轉(zhuǎn)換的交流電是方波，只限于供電給電容型負(fù)載，如電腦和監(jiān)視器。

 

 

圖2：在線式UPS運(yùn)作框圖

在線式UPS(On-Line UPS)的運(yùn)作模式為“市電和用電設(shè)備是隔離的，市電不會直接供電給用電設(shè)備”，而是到了UPS就被轉(zhuǎn)換成直流電，再兵分兩路，一路為電池充電，另一路則轉(zhuǎn)回交流電，供電給用電設(shè)備;市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電時，電池從充電轉(zhuǎn)為供電，直到市電恢復(fù)正常才轉(zhuǎn)回充電，“UPS在用電的整個過程是全程介入的”。

 

 

圖3：在線互動式UPS運(yùn)作框圖

在線互動式(Line-Interactive UPS)，基本運(yùn)作方式和離線 式一樣，不同之處在于線上交錯式雖不像在線式全程介入供電，但隨時都在監(jiān)視市電的供電狀況，本身具備升壓和減壓補(bǔ)償電路，在市電的供電狀況不理想時，即時校正，減少不必要的“Battery Mode”切換，延長電池壽命。

如上所述，無論是哪一類UPS，都會有逆變的環(huán)節(jié)，而逆變可分為：推挽式、半橋式、全橋式。下面以全橋式逆變來說明。

 

 

圖4：全橋式逆變電路

在實(shí)際應(yīng)用中，對于MOS管等的驅(qū)動，既需要很好的驅(qū)動能力，又對隔離有需求。而世強(qiáng)代理的Silicon Labs，作為業(yè)內(nèi)著名的精密混合信號供應(yīng)商，它推出的SI823X就可以很好地解決這個問題。關(guān)于SI823X物料更多的資訊方案可以在世強(qiáng)元件電商平臺上下載。

 

 

圖5：世強(qiáng)SI823X器件內(nèi)部模塊框圖

世強(qiáng)代理的Si823x 驅(qū)動器采用 Silicon Labs 自主研發(fā)的硅隔離技術(shù)，提供符合 UL1577的 5 kVRMS 耐受電壓以及 60 ns 快速傳送時間。驅(qū)動器輸出可連接到相同或獨(dú)立的地線進(jìn)行接地，或者連接到正或負(fù)電壓。單個控制輸入(Si8230/2/3/5/6) 或 PWM 輸入 (Si8231/4) 配置提供滯后 >400 mV 的 TTL 級兼容輸入。高度的集成、低傳送延時、較小的外形及其靈活性和成本效益性使得 Si823x 系列非常適合 MOSFET/IGBT 門驅(qū)動器隔離應(yīng)用。

因此，在逆變電路的應(yīng)用中，世強(qiáng)SI823X不僅實(shí)現(xiàn)了隔離功能、驅(qū)動功能，還可以實(shí)現(xiàn)PWM輸入、互補(bǔ)輸出功能。另外，它還具備多個保護(hù)功能。具體有如下特點(diǎn)：

n 一個封裝內(nèi)集成了兩個完全隔離的驅(qū)動器;

n 最高 5 kVRMS 輸入到輸出隔離;

n 最高 1500 VDC 峰值驅(qū)動器到驅(qū)動器差分電壓;

n HS/LS 和雙驅(qū)動器版本;

n 最高 8 MHz 切換頻率;

n 0.5 A 峰值輸出 (Si8230/1/2);

n 4.0 A 峰值輸出 (Si8233/4/5/6);

n 60 ns 最大傳送延時;

n 獨(dú)立 HS 和 LS 輸入或 PWM 輸入版本;

n 瞬態(tài)抑制 >30 kV/μs;

n 重疊保護(hù)和可編程死區(qū)時間;

n 工作溫度范圍：–40 至 +125 °C;

n 通過UL/VDE/CSA 認(rèn)證;

n 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。