首先,UPS的输入部分取消了与市电隔离的工频变压器或自耦变压器降压,采用SPWM技术实现高频整流(AC/DC)。一方面,减小DC侧滤波器的尺寸,提高DC侧的调节性能,增加市电电压的允许变化范围;另一方面,在控制技术上采用数字信号处理器(DSP),使输入电流正弦化,与市电电压相同,从而实现UPS的高输入功率因数(PF约为1),消除对市电的谐波“污染”,大幅降低无功损耗,明显降低运行成本,达到环保的目的。
其次,取消了UPS逆变器中的工频变压器,采用高频变压器将UPS与市电隔离,而UPS的输出级采用SPWM变换方式(无变压器直接逆变器)输出工频电压。逆变器中的功率MOSFET或IGBT的工作频率在20kHz以上,所以输出滤波器小而简单,输出的正弦波非常平滑。
UPS内部的电池组通过高频可变降压充电(DC/DC)。当市电断电时,UPS转换为电池,逆变器通过高频可变降压供电(DC/DC)。
在逆变控制电路中,采用正弦波直接反馈技术来加快调节速度,远远优于传统模式的模拟反馈技术。另外,小输出滤波器和20kHz以上的SPWM调制使得UPS的动态对应特性非常好。在逆变器保护电路中采用优秀的过流保护技术,使得逆变器不仅具有很强的过载能力,允许100%的负载不平衡(指三相逆变器),还具有很强的自我保护能力。也正是在上述条件下,传统的逆变器输出变压器被抛弃,低噪声,高效率。全数字UPS是新一代UPS,具有高质量、高可靠性、高指标和多功能的特点。
21世纪初,全球UPS技术将向多功能方向发展。它将全系列产品的功率范围从12kVA扩展到300kVA,充分满足客户的需求,提供特殊环境下关键应用系统所需的中央电源保护功能,内置DCexpert电池监控系统,可提供高精度的运行时间和电池状态,避免因突发故障造成数据丢失。指示的电池运行时间误差仅为3%。
内置的数字令牌环网采用了数字信号处理的专利算法,有效解决了并行系统之间的相互通信问题,并采用了有效的设计,最大限度地减少了产品的元器件数量,减少了故障的几率。它已成为业界第一个提供99.99%可用性的并行冗余系统。在大多数情况下,新的远程通知选项可以自行诊断故障并立即解决问题。如果遇到重大故障,可以根据用户预测的190多种故障情况,自动向寻呼机或个人电脑发送最多40个字的求助信息。Remote Notify可以拨打两个不同的电话号码,最多可以拨打256次,以确保信息的顺利传输,而网络管理员可以拨入系统检查UPS的整体运行情况。
UPS的智能化包括系统运行状态的自动识别和控制、系统故障的自诊断、蓄电池的自动监控和管理、内部信息的智能监控和显示等。
UPS异地远程监控包括系统专用远程监控控制面板、RS232/485通讯口与监控PC机的交互控制、UPS系统作为网络节点的网络交互控制等。UPS的智能化主要通过系统的控制软件来实现。在系统运行状态识别和控制方面,利用内部传感器和状态逻辑来识别系统的运行状态,以确定系统运行程序和操作是否正常,主要包括以下几个方面:
根据负载切换到旁路的时间和次数以及切换时的输入输出参数,确定系统的运行方式,即旁路运行或主机运行、充电运行或放电运行。
根据系统运行的状态参数识别外部指令,决定外部指令的执行方式,包括系统功能和运行参数的调整。
快速准确地判断系统的故障状态,并采取相应的故障处理措施,如关闭功率变换器,输出故障参数报警等。
这些都简化了外部操作程序,有效防止了系统误操作对系统本身和负载的危害,提高了UPS的可靠性。UPS智能的另一个方面是通过监控PC中运行的软件来实现的。通过RS232C等接口将UPS与PC串口连接,在PC上运行相关平台的UPS监控软件。PC机定时发送查询指令,UPS在规定时间内返回运行参数信息。上位机会进一步判断UPS的运行状态和故障的具体部位,必要时会向UPS发出指令进行操作干预,并提醒现场维护人员。
目前,UPS厂商新推出的许多新产品,包括多种不间断电源技术、电源管理软件和连接设备,都不会因为电源冲击、浪涌、陡降、缺电、断电而导致受保护的重要信息资源丢失。
随着计算机网络和通信的快速发展,今天的UPS已经在大量微处理器监控技术的基础上,发展成为UPS网络和计算机网络之间的双向通信调节和管理功能。UPS联网有两层含义。一个是UPS及其监控系统与其受保护的负载(计算机或局域网)之间的交互。当电源出现异常时,UPS内部的微控制器会将异常信息及时发送到其保护的电脑或局域网,并发出报警信息提醒操作员或网络管理员及时处理,并在UPS供电时间结束前自动停止电脑或局域网的运行,自动保存现场信息。发送电子邮件、BP电话等。通过调制解调器发送给相关人员。从这个意义上说,UPS是其保护网络的几个节点。另一方面意味着UPS被视为广义网络的独立节点,安装通信适配器,为UPS分配独立的IP地址。这样,网络管理员或授权人员就可以像计算机一样通过网络在网络的任何地方远程实时监控UPS的情况。通过该控制功能,用户可以在计算机网络终端上实时监控UPS的运行参数。此外,用户还可以在计算机网络终端上对UPS的输出进行定期自动开关机操作。自动将程序和数据转移到磁盘后,自动“关闭操作系统”
系统”。这样有序的关机操作将保证用户软件和数据的安全可靠。
UPS厂商也可以通过网络直接了解分布在世界各地的UPS的运行情况,方便为用户提供系统诊断、维护等等待服务,提高了服务的快速性和准确性。为了实现控制功能,市场上先进的UPS可以为用户提供RS232、DB9、RS485等通信接口。对于可以执行计算机网络管理功能的UPS,还应该配置简单网络管理协议(SNMP)卡,以便一起运行。