電視播控中UPS系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)探討

于海英

摘 要 隨著科技的飛速發(fā)展，許多高精密發(fā)射機(jī)越來(lái)越多地被應(yīng)用于電視發(fā)射臺(tái)。這些先進(jìn)的設(shè)備對(duì)電源供電系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，設(shè)備中的各種敏感的電子元器件需要持續(xù)穩(wěn)定的電源供電。有些設(shè)備在現(xiàn)有公共電力系統(tǒng)存在著許多不穩(wěn)定的因素條件下使用則會(huì)出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、故障率高、壽命縮短等情況。文章就UPS系統(tǒng)在電視播控中的應(yīng)用及技術(shù)要點(diǎn)加以探討。

關(guān)鍵詞 UPS系統(tǒng)；蓄電池；穩(wěn)壓器

中圖分類號(hào)：TN948 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）07-0136-01

1 簡(jiǎn)介

UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），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(guò)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。它是具有儲(chǔ)存電能的一種裝置，其主要部件為逆變器的恒壓、恒頻的為負(fù)載提供不間斷的電源的裝置。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電力電子設(shè)備、服務(wù)器為其主要電力供應(yīng)負(fù)載。它成為電子商務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵部件的忠實(shí)保護(hù)者是基于計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)備的角色得到迅速轉(zhuǎn)變而來(lái)的。

UPS分為后背式、在線互動(dòng)式和在線式三大類。后背式UPS在市電供電正常時(shí)，它向負(fù)載所提供的電壓為市電電壓稍加穩(wěn)壓處理過(guò)的正弦波電壓，當(dāng)市電供電不正常時(shí)，它向負(fù)載提供穩(wěn)定的方波電源。在線互動(dòng)式UPS在市電供電正常時(shí)，它向負(fù)載所提供的也是對(duì)市電電壓稍加穩(wěn)壓處理過(guò)的正弦波電壓，僅當(dāng)市電供電不正常時(shí)，才向用戶負(fù)載提供逆變的正弦波電源。因此，在市電波動(dòng)范圍比較大的地區(qū)和對(duì)供電質(zhì)量要求比較高的高精密設(shè)備應(yīng)選用電壓穩(wěn)定度好的在線式UPS。

2 UPS系統(tǒng)工作原理

1）UPS中的直流電是由交流電經(jīng)整流器轉(zhuǎn)化而成，其交流電是由直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化后輸出，并且與輸入市電同步。靜態(tài)旁路電路可選擇旁路輸出或逆變器輸出作為UPS輸出的開關(guān)，逆變器關(guān)閉時(shí)以旁路輸出。旁路開關(guān)會(huì)選擇逆變器輸出，此種輸出稱為在線式模式輸出。

2）UPS系統(tǒng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電的過(guò)程稱為AC-DC轉(zhuǎn)換，其過(guò)程是經(jīng)過(guò)自耦變壓器的降壓、全波的整流、再經(jīng)濾波后將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓，再將此直流電壓提供給UPS的逆變系統(tǒng)。在進(jìn)行AC-DC的轉(zhuǎn)換中，系統(tǒng)的輸入端有電路的軟啟動(dòng)裝置，將對(duì)電網(wǎng)的沖擊起到避開的作用。

3）UPS系統(tǒng)中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電再輸出的過(guò)程稱為DC-AC的逆變，通常情況下大功率的全橋式的逆變電路被作為首選，只因其功率大，具有輸出的阻抗小、響應(yīng)快速的特殊性質(zhì)。為了使系統(tǒng)更加可靠地、安全的進(jìn)行工作，采用快速保護(hù)短路的技術(shù)和高頻限流的調(diào)制技術(shù)，以保證逆變器在電壓瞬間變化或者被負(fù)載沖擊短路時(shí)的正常工作狀態(tài)。

4）UPS系統(tǒng)的核心部位是控制驅(qū)動(dòng)，主要用來(lái)控制整機(jī)完成功能。它可完成對(duì)正弦脈寬SPWM調(diào)制的控制及提供各種開關(guān)和顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)和檢測(cè)、同步保護(hù)的功能。動(dòng)態(tài)和靜態(tài)雙重電壓的及時(shí)反饋，使逆變器的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性得到了極大的

改善。

3 UPS不間斷電源技術(shù)特點(diǎn)

1）UPS系統(tǒng)輸出的功率參數(shù)經(jīng)常會(huì)受到負(fù)載的功率因數(shù)的影響。當(dāng)其負(fù)載為容性負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)的輸出功率顯示正常數(shù)值，但當(dāng)其負(fù)載為感性負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)的輸出功率數(shù)值會(huì)變小，通常只能達(dá)到正常功率數(shù)值的一半。一般情況下都是計(jì)算機(jī)作為UPS系統(tǒng)的負(fù)載，而開關(guān)電源又都是計(jì)算機(jī)的負(fù)載電源，其特點(diǎn)是瞬間功率數(shù)值較高。所以當(dāng)UPS系統(tǒng)的負(fù)載是開關(guān)電源時(shí)，功率因數(shù)指標(biāo)可達(dá)到0.8，按照這樣的指標(biāo)帶動(dòng)開關(guān)電源負(fù)載，就有損壞系統(tǒng)的可能。所以在選擇系統(tǒng)的功率時(shí)，要考慮其負(fù)載的功率參數(shù)。

2）通常情況下，UPS系統(tǒng)的負(fù)載率達(dá)到其額定功率的一半以上時(shí)所能顯現(xiàn)的功率最高，而當(dāng)其系統(tǒng)的負(fù)載率達(dá)到其額定功率一半以下時(shí)，其功率會(huì)大幅度的下降。所以當(dāng)系統(tǒng)處于過(guò)于輕載運(yùn)行時(shí)，一旦遇到市電斷電時(shí)，如果系統(tǒng)的深度放電保護(hù)裝置沒(méi)有及時(shí)開啟，就會(huì)造成蓄電池減少1-2年的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還可使系統(tǒng)達(dá)到報(bào)廢的危險(xiǎn)。

3）UPS系統(tǒng)中的電源監(jiān)控軟件可以及時(shí)監(jiān)控和掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，相關(guān)的工作人員可以通過(guò)記錄分析出市電的穩(wěn)定性和狀態(tài)。而當(dāng)市電斷電或者電池工作終止時(shí)，該軟件又可有自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)的功能。更先進(jìn)的電源監(jiān)控軟件系統(tǒng)更具有遠(yuǎn)程記錄、定時(shí)監(jiān)控等功能。

4）靜態(tài)式的UPS的雛形是后背式UPS電源，其技術(shù)較為成熟，應(yīng)用也較為廣泛。后背式UPS的特點(diǎn)是市電利用率可以達(dá)到百分之九十六。電壓的輸出能力也較強(qiáng)，對(duì)負(fù)載電流波峰因數(shù)、浪涌系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過(guò)載等因素沒(méi)有嚴(yán)格的要求。但其電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及對(duì)于電網(wǎng)侵入的干擾等問(wèn)題困擾著后背式UPS系統(tǒng)。

5）具有3個(gè)端口的UPS電源被稱為在線互動(dòng)式UPS電源。就因其具有3個(gè)能量流動(dòng)的端口，在能量的傳遞方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。負(fù)載的性質(zhì)決定了輸入功率數(shù)值和輸入電流的諧波。其性能特點(diǎn)是市電利用率高，可達(dá)98%。輸出端接有變換器，并且處于熱準(zhǔn)備狀態(tài)。變換器同時(shí)具有充電功能，且其充電能力很強(qiáng)。

4 UPS系統(tǒng)的故障與日常維護(hù)

1）在對(duì)不間斷電源UPS系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)時(shí)，要仔細(xì)閱讀所選型號(hào)的用戶手冊(cè)中要求做到的安全注意事項(xiàng)。并應(yīng)隨時(shí)記住，只有UPS在切斷了市電電源、切斷了交流旁路電源、切斷了與蓄電池組間的輸入通道、以及切斷了與其他用戶系統(tǒng)相連的輸出通道、放掉儲(chǔ)藏在UPS中高壓濾波電容中的所有電能時(shí)，才不存在有致命的高壓電源。

2）要將UPS系統(tǒng)置于恒溫、潔凈的環(huán)境中工作。做到定期巡視，及時(shí)做好運(yùn)行工作記錄。檢查維護(hù)應(yīng)做到日檢、周檢、年檢。其中日檢包括檢查各部件的過(guò)熱痕跡，檢查顯示控制操作面板上的各項(xiàng)圖形是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，各運(yùn)行參數(shù)是否處于正常值范圍，并檢查是否有故障和報(bào)警信息。

周檢包括測(cè)量和記錄UPS系統(tǒng)的輸入、輸出電壓，輸入、輸出的線電流及蓄電池的充電電壓等值并與操作控制面板上的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)差別明顯時(shí)，要急時(shí)查明原因，并撤掉連接在UPS系統(tǒng)輸出端和用戶負(fù)載總線上的負(fù)載。

年檢包括清理機(jī)器各部件的污垢和灰塵。在年檢中可能要接觸UPS中的高壓部件，此時(shí)要求有專業(yè)的工作人員進(jìn)行操作，同時(shí)使系統(tǒng)處于完全停機(jī)狀態(tài)，以保證工作人員的絕對(duì)安全。

5 總結(jié)

UPS系統(tǒng)作為保護(hù)性的電源設(shè)備其高效率、高可靠性；數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化必將成為發(fā)展方向，為提高電視播控領(lǐng)域的供電質(zhì)量，保證安全優(yōu)質(zhì)播出作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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