電視播控中UPS系統(tǒng)的技術(shù)要點探討

于海英

摘 要 隨著科技的飛速發(fā)展，許多高精密發(fā)射機越來越多地被應(yīng)用于電視發(fā)射臺。這些先進的設(shè)備對電源供電系統(tǒng)的要求也越來越高，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)要點加以探討。

關(guān)鍵詞 UPS系統(tǒng)；蓄電池；穩(wěn)壓器

中圖分類號：TN948 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0136-01

1 簡介

UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過主機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、恒頻的為負載提供不間斷的電源的裝置。計算機網(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)負載。它成為電子商務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵部件的忠實保護者是基于計算機的輔助設(shè)備的角色得到迅速轉(zhuǎn)變而來的。

UPS分為后背式、在線互動式和在線式三大類。后背式UPS在市電供電正常時，它向負載所提供的電壓為市電電壓稍加穩(wěn)壓處理過的正弦波電壓，當(dāng)市電供電不正常時，它向負載提供穩(wěn)定的方波電源。在線互動式UPS在市電供電正常時，它向負載所提供的也是對市電電壓稍加穩(wěn)壓處理過的正弦波電壓，僅當(dāng)市電供電不正常時，才向用戶負載提供逆變的正弦波電源。因此，在市電波動范圍比較大的地區(qū)和對供電質(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)閉時以旁路輸出。旁路開關(guān)會選擇逆變器輸出，此種輸出稱為在線式模式輸出。

2）UPS系統(tǒng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電的過程稱為AC-DC轉(zhuǎn)換，其過程是經(jīng)過自耦變壓器的降壓、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)。在進行AC-DC的轉(zhuǎn)換中，系統(tǒng)的輸入端有電路的軟啟動裝置，將對電網(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、安全的進行工作，采用快速保護短路的技術(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載沖擊短路時的正常工作狀態(tài)。

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

改善。

3 UPS不間斷電源技術(shù)特點

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

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

3）UPS系統(tǒng)中的電源監(jiān)控軟件可以及時監(jiān)控和掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài)，相關(guān)的工作人員可以通過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，該軟件又可有自動存儲數(shù)據(jù)、自動關(guān)閉系統(tǒng)的功能。更先進的電源監(jiān)控軟件系統(tǒng)更具有遠程記錄、定時監(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的特點是市電利用率可以達到百分之九十六。電壓的輸出能力也較強，對負載電流波峰因數(shù)、浪涌系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過載等因素沒有嚴(yán)格的要求。但其電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及對于電網(wǎng)侵入的干擾等問題困擾著后背式UPS系統(tǒng)。

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

4 UPS系統(tǒng)的故障與日常維護

1）在對不間斷電源UPS系統(tǒng)進行日常維護時，要仔細閱讀所選型號的用戶手冊中要求做到的安全注意事項。并應(yīng)隨時記住，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、放掉儲藏在UPS中高壓濾波電容中的所有電能時，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，及時做好運行工作記錄。檢查維護應(yīng)做到日檢、周檢、年檢。其中日檢包括檢查各部件的過熱痕跡，檢查顯示控制操作面板上的各項圖形是否處于正常運行狀態(tài)，各運行參數(shù)是否處于正常值范圍，并檢查是否有故障和報警信息。

周檢包括測量和記錄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)進行比對，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)差別明顯時，要急時查明原因，并撤掉連接在UPS系統(tǒng)輸出端和用戶負載總線上的負載。

年檢包括清理機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，此時要求有專業(yè)的工作人員進行操作，同時使系統(tǒng)處于完全停機狀態(tài)，以保證工作人員的絕對安全。

5 總結(jié)

UPS系統(tǒng)作為保護性的電源設(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。

參考文獻

[1]徐斌.UPS電源系統(tǒng)使用與維護[J].有線電視技術(shù)，2005（12）.

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