UPS不間斷電源的工作原理以及在廣播發射機中的應用

牛博輝

【摘要】不間斷電源（UPS）系統在廣播發射機中是必不可少的重要系統，是防止發射機設備由于電網異常而造成停播。本文主要介紹UPS電源主要工作原理，及其在廣播發射機設備中的使用與維護方法。

【關鍵詞】UPS不間斷電源；工作原理；短波廣播發射機

引言

隨著科技的日益發展，計算機自動控制在廣播發射機各部位中得到應用廣泛，并且自動控制部分對供電的要求較高，為保障廣播發射機安全、不間斷、高效的傳輸，很多故障都是發射機控制部分電源系統的故障而引起的，因此，電網的失壓，電源的諧波都會對計算機設備造成的干擾等。為解決此問題，UPS（不間斷電源）是有效預防和解決此類問題的重要設備。

一、UPS電源的特性和工作原理

不間斷電源簡稱UPS。它是一種含有以蓄電池為儲能裝置，以逆變器為主要單元，穩定電壓穩定頻率輸出的電源保護設備。當外電正常輸入時，就將外電穩壓后供給負載使用，同時對機內蓄電池充電，把能量儲存在電池中。

當外電中斷或輸入故障時，UPS將機內電源的能量轉換為交流電繼續供負載使用，使負載維持正常工作。目前，市場上UPS電源設備種類較多，輸出功500VA～10kVA等多種容量，UPS按工作模式可分為離線式、在線式和在線互動式3大類；按其輸出波形可分為方波輸出和正弦波輸出兩種。

在短波廣播發射機中廣泛應用是在線式正弦波輸出的UPS。

在線式UPS的特點是不論外電是否異常，它的輸出電壓總是由UPS本身的逆變器供給，即外電輸入后被UPS轉換成直流電壓，其逆變器又將直流電壓轉換成交流電壓輸出，它的變壓器無論外電是否正常一直處于工作狀態。

其電源的切換時間為零秒，在外電正常時為無級穩壓。在線式UPS的這種特點，使它適合于長時間不間斷供電系統，很適合用在短波廣播發射機系統中。

二、UPS的使用方法及注意事項

1.正確開關機步驟

開機時應先啟動UPS，等輸出正常后再依次打開負載，先開沖擊電流較大的負載再開沖擊電流較小的負載，否則，會有多負載的沖擊電流和供電流，產生UPS電源瞬間過載，嚴重時會損壞變換器不能讓UPS經常處于滿載或過載；關機時先逐個關閉負載再將UPS面板關機，使UPS處于旁路工作而充電器繼續對電池充電。若需要將UPS輸出關閉，則將輸入外電斷開即可。

2.注意事項

（1）蓄電池的過度放電和蓄電池長時間的開路閑置不用，都會使蓄電池的內部產生大量的硫酸鉛，并被吸附到蓄電池的陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”，其結果是造成電池內阻增大，蓄電池的可充放電性能變壞。目前常用的M型密封式鉛酸蓄電池的使用壽命大約為3-5年。

（2）對于目前的大多數UPS來說，當蓄電池每次放電完后，可利用UPS內部的電池充電回路對蓄電池進行浮充。為保證蓄電池被重新置于飽和充電狀態，一般需要充電時間為10～12小時。充電時間不夠會使蓄電池處于充電不充分狀態。這時蓄電池的實際可供使用的容量遠遠低于蓄電池的標稱容量。對于有的UPS而言，當市電電壓低于200V時，就不可能利用UPS內部的充電回路對蓄電池進行飽和充電丁。

（3）有的用戶采用降低UPS實際負載功率或增大蓄電池容量的辦法來延長蓄電池的放電時間。

（4）當UPS蓄電池在使用中遇到下述情況之一時，要想復活蓄電池的可充放電特性，應采用均衡充電的辦法來解決。所謂均衡充電是把每個蓄電池單元并聯起來，用統一的充電電壓進行充電的操作辦法。需要對蓄電池進行均衡充電的情況有：過量放電使得蓄電池的端電壓低于蓄電池所允許的放電終止電壓。對于12V的M型鉛酸蓄電池而言，其放電終了電壓為10.5V左右。

（5）為保證蓄電池具有良好的充放電特性，對于長期閑置不用的UPS（經驗數據是UPS停機10天以上），在重新開機使用之前，最好先不要加負載，讓UPS利用機內的充電回路對蓄電池浮充10～12小時以后再用。對于后備式UPS的用戶來說，若UPS長期工作在后備式工作狀態時，建議每隔一個月，讓UPS處于逆變器工作狀態至少2-3分鐘，以便激活電池。

三、UPS系統維護

1.主機的維護

UPS主機一般是智能型的，它對環境溫度要求高，溫度過高會導UPS系統不穩定，并且要求室內衛生清潔，否則灰塵遇潮濕會引起主機工作紊亂，主機中的參數在使用中不能隨意改變。

2.蓄電池的維護

在UPS系統中，可以說蓄電池是這個系統的支柱，沒有電池的UPS只能稱作穩壓、穩頻電源，UPS之所以實現不間斷供電就是因為有了蓄電池，在市電異常時，蓄電池直接將蓄電池的化學能變成交流電能輸送出去，使用電設備得以連續運行下去，目前，總小型UPS電源廣使用免維護密封、鉛酸蓄電池，占據UPS電源總成本的1/4至1/2之多。不僅如此，實際維修也表明，約有一半以上的電源故障與蓄電池有關。

UPS蓄電池的實效主要表現為端電壓不夠，容量不足或瞬間放電電流不能滿足帶負載啟動要求等。

一般正常使用的UPS其正常壽命在5年左右，但目前，國內有相當部分UPS電池在投入使用不到一年就開始出現問題，更有甚者，有些進口品牌的國產電池剛買來就失效的情況也并不罕見。這一方面由于蓄電池在制造工藝上存在先天的不足；另一方面使后天缺乏必要的維護造成的，值得注意的是，許多使用單位缺乏必要的測試維護手段，根本不清楚自己系統UPS蓄電池的健康狀況，為UPS系統正常工作留下隱患。

UPS蓄電池的維護與一般低壓系統蓄電池維護類似，當引進新電池時，要求工程驗收，進行深度放電，當新電池投入使用后，要求保持適宜的電池工作環境溫度。要求定期測量各電池端電壓，當各電池壓差過大時，要進行勻充，要求定期對電池進行試探性容量測試或深度放電，以便檢查電池組的性能優劣以及保持電池的活性。

四、結束語

UPS不間斷電源在廣播發射機正常運行起著至關重要的作用，近年來隨著發射機的自動化發展，計算機在發射機控制部分廣泛應用，在實際工作中，經常會因外電的間斷而造成工控機數據的丟失導致發射機不能正常工作；為解決此問題，我們在發射機和天線及節目傳輸部分分別加裝了UPS電源，有效地解決了此問題的發生，大大的提高了發射機的傳輸效率。

參考文獻

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[2]莊恢凰.不間斷電源UPS系統安裝應用技術[J].中華建設，2012（04）：216-217.