简要说明：科士达ups电源HP9100系列说明 产品：估价：1，规格：国标，产品系列编号：齐全ups电源 蓄电池专业批发 销售 租赁 出租 安装 维护

• 科士达ups电源HP9100系列说明  
  科士达HP9100系列说明：
  • 产品名称：科士达 HP9100系列UPS电源 HP9101S/H-HP9102S/H-HP9103S/H-HP9106S/H-HP9110S/H
  • 产品分类：(KSTAR)科士达UPS
  • 产品型号：HP9101S/H-HP9102S/H-HP9103S/H-HP9106S/H-HP9110S/H
  • 新一代HP9100系列在线式智能型UPS，可为用户中小型服务器、网络设备和工业设备提供安全的保护，可适应于网络系统中的各种设备使用。在线式的设计保证了稳定和干净的电源环境，智能化的管理方式和无人值守功能，适用于先进的网络系统。同时，HP9100-RM机架式系列(1KVA～3KVA)可以安全地保护用户机柜中的所有网络设备。
  • 大、中、小型UPS、通讯领域、医疗设备、安全系统,太阳能、风能、消防、报警及防盗系统；电力系统、应急照明；发电厂、水电站备用电源，轨道交通及辅助系统；电信控制系统、站井平台及存储设备后备电源。

  • ■ 先进的工作模式

    · 双变换在线式设计，使UPS的输出为频率跟踪、锁相稳压、滤除杂讯、不受电网波动干扰的纯净正弦波电源，使UPS对用户设备提供更为全面和完美的保护。

    · 输出零转换时间，满足精密设备对电源的高标准要求。

    · 采用输入功率因数校正（PFC）技术，使得输入功因高于0.99，提高了对电能的利用率，完全消除了UPS对市电电网的谐波污染，降低了UPS的运行成本。

    
    ■ 整机系统可靠性高

    · 采用微处理器控制，直接产生高频脉宽调制波（SPWM）对UPS逆变器进行控制，简化了UPS的控制电路，提高了UPS的稳定性。

    · 数字化控制技术，提高UPS的可靠性。

    
    ■ 环境适应性强

    · 宽广的电压，避免因电网电压变化大时，频繁地切换至电池供电，适应于电力环境恶劣的地区。

    · 输入频率范围45～55Hz，保证接入各种燃油发电机均可稳定工作，满足用户对油机使用的要求。

    
    ■ 电池优化性能高

    · 智能电池管理功能（ABM）技术，有效延长电池的使用寿命，减少电池维护次数。

    · 先进的恒流恒压自动转换充电技术，最大限度活化电池，节省充电时间，从而延长电池的使用寿命。

    
    ■ 保护周全可靠

    · 具有开机自诊断功能，避免因UPS的隐患而可能引发的故障风险。

    · 具有交流输入过/欠压保护，输出过载/短路保护，逆变器过热保护、电池欠压预警保护和电池过充电保护等多功能保护于一体，极大地保证了系统运行的稳定性和可靠性。

    · 具有旁路功能，当UPS输出过载或发生故障时，可无间断地转到旁路工作状态由市电继续向负载供电，并提供报警信息。

    · 旁路输出保护及旁路输出设置选择功能。UPS默认无旁路输出；若需选择输入市电即有旁路输出（不开机），可通过监控软件更改设置。UPS的旁路输出范围可通过监控软件设置更改，避免因旁路输出电压过高而造成用户的负载设备损坏。

    · 具有TVSS保护功能。1～3KVA机型具有突波电源保护功能，适用于FAX及MODEM等网络设备。

    · 具有输入零火线侦测功能。1～3KVA机型具备零火线接反侦测功能，并通过LED显示。可避免UPS市电输入零火线接反。

    · 直流启动功能，可在无市电的状态下直接启动UPS，满足用户的应急需求。

    · 风扇智能保护. UPS能根据负载容量大小自动调节风扇的转速以延长风扇的寿命；当风扇异常时，UPS能自动检测并报警显示.

    
    ■ 网络管理人性化

    · LED显示面板向用户准确地提供UPS的工作环境和工作状况信息。并通过组合显示，可快速判断UPS的故障原因和故障部位，使UPS的维护更为快捷方便。

    · 通过RS232接口配合UPS智能监控软件可与电脑进行通讯，UPS的各种参数一目了然地显示在通讯界面上。

    · 选用SNMP适配器，UPS具有远程网络管理功能，提供即时的UPS资料和电源信息，通过各种网络操作系统进行通讯、管理。

    
    ■ 并联冗余功能

    · HP9100系列6KVA～10KVA具有并联冗余功能(最多3台)。

    
    ■ 方便维护

    · HP9100系列6KVA～10KVA具有维修旁路开关，可在线维修，维护更加方便。

     

    型号		HP9101S/H		HP9102S/H	HP9103S/H	HP9106S/H		HP9110S/H
    额定容量		1000VA/700W		2000VA/1400W	3000VA/2100W	6000VA/4800W		10000VA/8000W
    输入规格
    主路 输入	额定输入电压（Vac）	220				220/230/240
    	输入电压范围（Vac）	115～295				120～276
    	相数	单相三线
    	输入频率范围（Hz）	45～55				45～65
    	输入功率因数	≥0.98				≥0.99
    旁路 输入	额定输入电压（Vac）	220				220/230/240
    	输入电压范围（Vac）	186～252				220上限：﹢25%（可选﹢10%、﹢15%、﹢20%）；
    						230上限：﹢20%（可选﹢10%、﹢15%）；
    						240上限：﹢15%（可选﹢10%）；
    						下限：﹣45%（可选﹣20%、﹣30%）
    	相数	单相三线
    	旁路同步跟踪范围（Hz）	±10%
    输出规格
    电压（Vac）		220±1%				220/230/240±1%
    频率（Hz）		1、输入频率在范围内，输出跟输入一致				市电模式：与输入同步；当市电频率超出最大±10%（可设置±1%、±2%、±4%、±5%）时，输出频率50/60(±0.1);
    		2、当输入频率超出范围，转电池模式工作，输出频率（50±0.2）				电池模式：50/60±0.1%
    		3、（50±0.2）电池模式
    波形		正弦波 THDV≤3%（100％线性负载）				正弦波 THDV ≤2%（100％线性负载）
    切换时间（ms）		（市电←→电池）=0    （市电←→旁路）＜4
    整机效率		≥86%	≥90%			≥92%
    过载能力		≤125%，10min，≤150%  1min，≥150% 立即转旁路
    功率因数		0.7				0.8（0.9可选）
    电池
    电池电压（Vdc）		24		48	72（长机96）	±96；±108；±120 (16节、18节、20节可选)
    环境
    工作温度		0℃～40℃
    储存温度		-25～55（不含电池）
    相对湿度		0～95%不结露
    工作海拔高度		＜1500m，超过1500m时按GB/T 3859.2规定降额使用
    噪音（dB）		≤50					≤55
    其他特征
    告警功能		过载、市电异常、UPS故障、电池欠压等多种告警功能
    保护功能		短路、过载、过温、电池欠压、过欠压、风扇故障告警
    通信功能		RS232通讯口  SNMP卡（选配）				RS232或USB、光耦干接点， SNMP卡（选配）、继电器卡（选配），并机卡（选配）
    机械特性
    尺寸（W×D×H）mm		144×361×215		191×428×337		250×502×616 (含脚轮）/220×481×438
    净重（kg）		10.2/5.2		19.5/9.5	24/9.7	62/18		64/20
    执行标准		YD/T 1095-2008

        环境输出功因0.8－适合负载的发展趋势，实现更强的带载能力。
  整机效率高达90％，降低UPS的电力损耗，节约用户的使用成本。
  采用有源功率因数校正技术（PFC），输入功因接近1，大幅减少了对市电电网的污染。
  应对中国电网要求设计，提供宽广的输入电压范围，能适应恶劣的电网化境；
  优异的输入频率范围使UPS能够适应发电机等不同供电设备。
  
  灵活配置，因需而变
  丰富的扩展功能，全方位满足客户需求。
  在线维修功能：可以在负载持续供电情况下安全进行在线维修。
  远程停电功能（EPO）：当紧急事故发生时，可以快速关断UPS。
  并机组件：
  实现并联扩容和并联冗余功能，为用户提供电源规划的弹性和更安全的保障。
  防尘组件：
  提升产品在工业环境下的防尘等级。
  隔离变压器：为用户提供隔离保护。

一、引言

UPS(Uninterruptible Power System)，即不间断电源系统，是一种含有储能装置(通常为蓄电池)，以逆变器为主要组成部分的恒电压、恒频率输出的不间断电源系统。主要应用于要求设备24小时供电的场合，如通讯设备、计算机网络系统或其它电力电子设备等。当市电中断(事故停电)时，UPS立即将机内储能装置的电能，通过逆变转换的方式向负载继续供应交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

关键字：UPS、整流、逆变器、开关电源

二、UPS系统介绍及过程分析

图一是个非常典型的UPS在地铁中的应用，从上图中可以明显看到，该系统包含配电柜、UPS电源和外置维护开关，终端负载为各机电系统，如信号系统、通信系统、综合监控系统、自动售检票系统、自动列车监控系统等子系统。配电柜的作用是对用电设备进行配电和控制，在电路出现过载、短路和漏电时，配电柜还可以进行断电保护;外置维护开关主要是在维护检测过程中闭合，旁路掉UPS的电路，使电能从外置维护开关的电路上通过，实现了在保证后端负载能够得到正常供电的情况下不影响对设备的维护;在市电异常，配电柜断电的情况下，UPS电源通过储能装置给后端的设备供电。

UPS的内部结构如图二，主要由五部分组成：电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器，进行DC/AC变换的逆变器，输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流能量的功能外，对整流器来说就像接了一只大容量电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

下面结合UPS的内部结构，分析市电供电和断电两种状态下UPS的工作过程：

1、市电正常时，交流电通过主电输入端口，交流电输入经整流滤波变换成直流后，再通过SPWM逆变器逆变，然后交流电供给输出，最后通过逆变静态开关切换到用户负载，形成整个供电的通路。在UPS系统中，之所以在市电供电的情况下还需经过整流、逆变等电路，而不是直接由市电给后端的用户负载供电，其目的是提高供电、用电的质量。同时，通过整流后的直流也给予电池组充电，详细过程见图三，工作路线见图中的标示。

2、当市电异常(断电)时，主电输入端口已经没有电能输入，而是由电池输入，通过SPWM逆变器逆变出交流电供给输出，通过逆变静态开关切换到输出给用户负载，完成整个供电的通路。详细过程见图四，工作路线见图中的标示。

三、电源解决方案分析

对于整个系统而言，各功能电路的工作电源的重要性是不言而喻的，因为一旦工作电源出现故障，整个装置就陷入瘫痪状态，正常工作就无从谈起，因此工作电源必须可靠、精确。

1、整流/充电电路：

整流/充电在UPS中主要由两个作用：一是将交流电整流成直流电，经滤波供逆变器使用，二是给蓄电池提供充电电压，对蓄电池进行充电。控制电路是整个整流/充电电路的核心，因为无论是整流直流输出作为逆变器的输入控制，还是给蓄电池充放电的控制，必须保证控制可靠、稳定、有序，因此一般会采用微机控制为核心的控制系统，实现测量与采集、脉冲输出与同步，信号输出等功能，见下图五。

根据各个功能电路的特点，微机处理器、信号输出和脉冲输出的隔离光耦一般采用5V/1A供电，转换A/D采样电路一般为±15V/0.3A，而保护电路中的继电器和后端驱动电路可以采用24V/1A，前端直接通过接入市电供电，金升阳提供的LH60-20B24\URB2405YMD-6WR3\URA2415YMD-10WR3的开关电源能够完美的解决此处的供电方案，具体的初步方案可以设计如下图六：

2、逆变器---IGBT驱动电路

逆变是将直流电变为交流电，实现逆变的电路称为逆变电路，逆变器的主要功能就是将整流/充电器的输出直流电压变换成稳压稳频的交流电。逆变器主回路采用的是三相桥式逆变电路，控制方式采用SPWM调制方式，逆变功率器件选用IGBT。

IGBT属于大功率开关管，需要单独的驱动电路才能满足其快速开通和关断，且IGBT需要的驱动电压一般为﹢15V和-9V，同时要考虑到每个驱动要隔离供电，不能共用一个电源，因此前端的直流供电可以采用24V的输入，金升阳可提供URB2415LD-20WR3开关电源和QP12W05S-37 IGBT驱动器，转换成电源供电方案的电路设计如下图七：

以上图六和图七推荐的电源方案为广州金升阳的隔离型开关电源及驱动器的型号，具备高隔离耐压、小体积、耐高温和宽电压输入等特点，很好的满足了UPS系统各部分供电的要求。电源模块的隔离功能能够减少负载与负载间的相互干扰，同时在高压逆变电路中起到了安全保护的作用，另一方面开关电源具有高效率、稳压、高精度的特性，能更好的保证整个系统的稳定、可靠运行。

四、总结

UPS在现代社会的发展中是不可缺少的，为生产、生活做了不少的贡献，新一代更便捷、更智能的UPS系统是研发工程师开发的方向。同时，系统内部的电源解决方案将直接影响到系统的稳定性和可靠性，因此在系统的设计过程中除了实现和完善其功能外，还要保证工作电源其方案的稳定性和可靠性。

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