淺識EP系列UPS不間斷電源

(廣西廣播電視技術(shù)中心桂林分中心)

引言

UPS即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。作為廣播電視轉(zhuǎn)播臺發(fā)射機(jī)房保持供電系統(tǒng)持續(xù)供電的一個關(guān)鍵的設(shè)備，UPS電源能夠充分保障機(jī)房供電的不間斷性，避免由于斷電而影響到廣播電視節(jié)目的順利播出。下文對臺站在使用的EP系UPS電源進(jìn)行原理及結(jié)構(gòu)的拆分，對各模板有進(jìn)一步更深的認(rèn)識及理解，對UPS電源的維護(hù)及檢修可以更直觀判斷。

1 控制面板

圖1-1 控制面板

表1

2 系統(tǒng)電氣連接圖

2.1 系統(tǒng)拓?fù)浜唸D

圖2-1 系統(tǒng)拓?fù)浜唸D

2.2 整流器線路圖

圖2-2 整流器線路圖

2.3 逆變器線路圖

圖2-3 逆變器線路圖

3 EP 系列 UPS 內(nèi)部架構(gòu)

3.1 整流、靜態(tài)開關(guān)圖示

圖3-1 整流、靜態(tài)開關(guān)

3-2 逆變模塊圖示

圖3-2 逆變模塊

4 EP系列各板件介紹

4.1 信號檢測板

信號檢測板的作用有：①主路、旁路、輸出、母線電壓、母線半壓等的差分檢測；②輸入、輸出、電池充放電電流的檢測；③輸入輸出開關(guān)、保險 、磁性元件過溫等開關(guān)量檢測；④逆變 IGBT 模塊溫度信號處理；⑤工頻 SCR 驅(qū)動信號的高頻調(diào)制；⑥逆變器逐波限流保護(hù)；⑦IGBT 直通保護(hù)信號處理；⑧輔助電源掉電、電壓過壓、電流過流檢測。（見圖4－1）

圖4-1 信號檢測板

4.2 DSP 控制板

控制板上含有①CPU 系統(tǒng)（含時鐘、上電復(fù)位電路、JTAG 口，數(shù)字量的輸入輸出端口擴(kuò)展）；②電源轉(zhuǎn)換電路（一路 3.3V、一路 5V、一路 3.3V 備份、一路 3.3V基準(zhǔn)源 ）；③數(shù)字量輸入輸出電路；④模擬量采集電路；⑤1 路 485 通信，執(zhí)行和監(jiān)控單元通訊的功能；⑥1路 CAN 通信，執(zhí)行并機(jī)通訊的功能；⑦1 路 SPI 總線，執(zhí)行和整流 CPU 通訊的功能；⑧緊急關(guān)機(jī)電路；⑨軟件識別功能（整流逆變軟件的識別）。

圖4-2 DSP 控制板

4.3 IGBT 驅(qū)動板

IGBT 驅(qū)動板含有兩路隔離驅(qū)動電源產(chǎn)生電路、兩路逆變驅(qū)動信號的隔離驅(qū)動、兩個 IGBT 模塊的溫度檢測、模擬量采集電路、IGBT 過流檢測等作用。

圖4-3 IGBT 驅(qū)動板

4.4 檢測接口板

檢測接口板的作用：①電池電壓、母線電壓、母線半壓經(jīng)過 1 歐的保護(hù)電阻后送到信號接口板檢測；②主路電壓、旁路電壓和輸出電壓經(jīng)過 1 歐的保護(hù)電阻后送到信號接口板檢測；③直流母線電壓通過二極管防反隔離后給輔助電源供電；④輸出電壓半波整流后給輔助電源供電；⑤風(fēng)扇保險電路。

圖4-4 檢測接口板

4.5 接口板

接口板為諧波濾波器諧振電路投切控制接觸器提供 24VDC 控制信號[板上的電解電容 C1 （ 100mF）]。在接觸器驅(qū)動瞬間，提供接觸器動作所需的大電流，達(dá)到穩(wěn)定 24VDC電源的作用，防止24VDC 電壓瞬變過大。

圖4-5 接口板

4.6 整流驅(qū)動板

整流驅(qū)動板的作用是①將信號接口板送來的整流SCR 驅(qū)動信號， 經(jīng)過整流 SCR 驅(qū)動板的脈沖變壓器和外圍電路處理后有效驅(qū)動整流 SCR；②為整流 SCR 驅(qū)動板的脈沖變壓器提供驅(qū)動電路和功率電路的有效電氣隔離；③整流器過溫開關(guān)量轉(zhuǎn)接。

圖4-6 整流驅(qū)動板

4.7 靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動板

靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動板將信號檢測接口板送來的靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動信號（逆變靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動信號和旁路靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動信號），經(jīng)過靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動板進(jìn)行電平變換和信號調(diào)制，再經(jīng)過脈沖變壓器和外圍電路處理后驅(qū)動靜態(tài)開關(guān) SCR；為驅(qū)動電路和功率電路提供有效電氣隔離。

圖4-7 靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動板

4.8 鍵盤板

鍵盤板是 UPS 與人工界面間搭起的一座橋梁，人工可以通過面板對機(jī)器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；同時，機(jī)器可以通過 LED 直觀地表征目前 UPS 的工作狀態(tài)；機(jī)器通過單板上蜂鳴器告警電路，可以將故障通過報警聲提示用戶，讓用戶了解故障類型；對緊急關(guān)機(jī)信號進(jìn)行轉(zhuǎn)接。

圖4－8 鍵盤板

4.9 輔助電源板

輔助電源板含有主路 AC 輸入、旁路 AC 輸入、直流 DC 輸入給系統(tǒng)相關(guān)板件提供所需的輔助電源，輸出電壓±24V、±15V、9V 等。

圖4-9 輔助電源板

4.10 監(jiān)控板

監(jiān)控板含有模塊層 DSP 通訊、 LCD 及鍵盤控制、實(shí)時時鐘管理、 配置數(shù)據(jù)管理， EEPROM 管理、輸入輸出干接點(diǎn)控制、電池管理及溫度測量、ESPII 協(xié)議處理、MODEM 支持、工裝測試、Flash Update 等功能 。

小結(jié):EP系列UPS電源是縣級轉(zhuǎn)播臺與鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)播臺新增的全臺UPS電源，實(shí)現(xiàn)是全臺發(fā)射機(jī)不間斷的播放，對廣播電視無間斷的安全播出起重要的作用，通過認(rèn)識與學(xué)習(xí)UPS、原理構(gòu)造，掌握各模塊的作用，對以后的維護(hù)及維修起重要作用。

圖4-10 監(jiān)控板