UPS電源鉛酸蓄電池內(nèi)部構(gòu)造及原理

來源：存能電氣  日期：2019-04-17 10:51  瀏覽量：次

　　UPS電源鉛酸蓄電池內(nèi)部構(gòu)造及原理。正確的認(rèn)識(shí)UPS電源電池的原理，可以幫助我們?cè)谌粘＞S護(hù)UPS電源的工作過程中，更有效地降低操作失誤，延長(zhǎng)UPS電源主機(jī)的使用壽命。本篇文章中，存能電氣小編將為大家講解UPS電源蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，初步認(rèn)識(shí)UPS電源的運(yùn)行原理。

　　UPS電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　整流器：整流器是一個(gè)整流裝置，簡(jiǎn)單的說就是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）的裝置。它有兩個(gè)主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供給負(fù)載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時(shí)又起到一個(gè)充電器的作用；

　　逆變器：通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；

　　蓄電池：蓄電池是UPS用來作為儲(chǔ)存電能的裝置，它由若干個(gè)電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時(shí)間。其主要功能是市電正常時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)部、市電故障時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載；

　　靜態(tài)開關(guān)：靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān)，它是一種無觸點(diǎn)開關(guān)，是用兩個(gè)可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機(jī)型兩種。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實(shí)現(xiàn)從一路到另一路的自動(dòng)切換；并機(jī)型開關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺(tái)逆變器。

　　UPS電源電池是由一套交流+直流充電+交直流逆變裝置構(gòu)成。UPS蓄電池在市電正常供電時(shí)處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，蓄電池立即將儲(chǔ)存的直流電輸出給逆變器逆變成交流電供給計(jì)算機(jī)設(shè)備，保持對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備供電的連續(xù)性。一般情況下，中小功率后備式UPS靠蓄電池維持供電的時(shí)間在10～30min左右。

　　UPS電源工作原理

　　1.當(dāng)市電正常時(shí)，輸入繼電器RY2閉合，經(jīng)升壓電感L9，橋堆REC1，升壓開關(guān)管Q14，二極管D10，D11組成的AC/DC升壓功率因數(shù)修正電路，產(chǎn)生逆變器工作所需的兩個(gè)直流電壓土DCBUS，再經(jīng)逆變器Q13，Q12將DCBUS直流轉(zhuǎn)換為交流，經(jīng)L1，C2濾波，輸出繼電器RY1上端閉合，輸出交流供給負(fù)載。

　　2.當(dāng)市電中斷時(shí)，電池所儲(chǔ)存的能量經(jīng)直流變換器Q4，Q6，Q10，Q11升壓開關(guān)管，TX1升壓變壓器，及后級(jí)整流濾波電路，轉(zhuǎn)換為兩個(gè)直流電壓土DCBUS電壓作為逆變器輸入，再經(jīng)DC/AC逆變后輸出交流以維系輸出不間斷。

　　3.當(dāng)UPS異常時(shí)，輸入市電經(jīng)輸入繼電器RY2閉合，輸出繼電器RY1下端閉合，直接經(jīng)旁路輸出給負(fù)載。

　　小功率1-3KVAUPS不間斷電源主要應(yīng)用在IT設(shè)備,采用穩(wěn)壓穩(wěn)頻技術(shù),校正電壓，校正頻率,保護(hù)計(jì)算機(jī)等設(shè)備不受損壞，更重要是保證數(shù)據(jù)不丟失,全面解決電網(wǎng)的各種問題，包括市電斷電、電網(wǎng)浪涌、高壓尖脈沖、暫態(tài)過電壓、電壓跌落、頻率漂移、雜波干擾等等。

　　UPS蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

　　蓄電池的構(gòu)造組成有：極板組、隔板、電解液、殼體及極住等。蓄電池蓄電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置，是按可再充電設(shè)計(jì)的電池，通過可逆的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)再充電，通常是指鉛酸蓄電池，它是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理：充電時(shí)利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲(chǔ)存為化學(xué)能，需要放電時(shí)再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出，比如生活中常用的手機(jī)電池等。

　　1.放電中的化學(xué)變化

　　UPS蓄電池連接外部電路放電時(shí)，稀硫酸即會(huì)與陰、陽(yáng)極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),生成新化合物『硫酸鉛』。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測(cè)得電解液中的硫酸濃度，亦即測(cè)其比重，即可得知放電量或殘余電量。

　　2.充電中的化學(xué)變化

　　由于放電時(shí)在陽(yáng)極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會(huì)在充電時(shí)被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加,亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時(shí)，即等于充電結(jié)束，而陰極板就產(chǎn)生氫，陽(yáng)極板則產(chǎn)生氧，充電到最后階段時(shí)，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會(huì)減少，此時(shí)應(yīng)以純水補(bǔ)充之。

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