通常,人們把注意力放在UPS滿載或接近滿載情況下的工作狀態(tài)。絕大多數(shù)工程師都能表述滿載情況下的UPS工作特性,特別是輸入濾波器的特性,然而很少有人對(duì)濾波器在空載或接近空載時(shí)的狀況感興趣。畢竟UPS及其電氣系統(tǒng)在輕載狀態(tài)下的電流諧波影響很小。然而,UPS空載時(shí)的工作參數(shù),特別是輸入功率因數(shù)對(duì)于UPS與發(fā)電機(jī)的兼容性相當(dāng)重要。
新設(shè)計(jì)的輸入濾波器,在減少電流諧波及提高滿載情況下的功率因數(shù)方面有了較好的效果。但是在空載或很小負(fù)載情況下卻衍生出一個(gè)電容性超前的極低的功率因數(shù),特別是那些為了滿足5%大電流失真度的濾波器。一般情況下,當(dāng)負(fù)載低于25%時(shí)大多數(shù)UPS系統(tǒng)的輸入濾波器會(huì)導(dǎo)致明顯的功率因數(shù)降低。盡管如此,輸入功率因數(shù)卻很少會(huì)低于30%,有些新的系統(tǒng)甚至已達(dá)到空載功率因數(shù)低于2%,接近于理想的容性負(fù)載。
數(shù)字化UPS采用新的數(shù)字信號(hào)控制器(DSP)加以數(shù)字化的霍兒傳感器件,實(shí)現(xiàn)了UPS系統(tǒng)的100%數(shù)字化運(yùn)行。還采用了多重微處理器冗余系統(tǒng),用多個(gè)有獨(dú)立供應(yīng)電源的微處理器來(lái)控制整流器、逆變器和內(nèi)部靜態(tài)旁路,因而提高了系統(tǒng)的數(shù)字化程度和可靠性。
高頻化第一代UPS的功率開關(guān)為可控硅,第二代為大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管,第三代為IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)速度比可控硅要高一個(gè)數(shù)量級(jí),而IGBT功率器件電流容量和速率又比大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管大得多和快的多,使功率變換電路的工作頻率高達(dá)50kHz.變換電路頻率的提高,使得用于濾波的電感、電容以及噪音、體積等大為減少,使UPS效率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和控制精度等大為提高。
通常設(shè)備都標(biāo)明了耗電功率(或者額定功率),此時(shí)就應(yīng)當(dāng)使所有接到UPS上的設(shè)備的額定功率加起來(lái)不超過(guò)UPS的輸出功率,這種方法通常就叫做UPS輸出功率與負(fù)載耗電功率的匹配。但有些設(shè)備的啟動(dòng)功率是額定功率的3-5倍(例如打印機(jī)的額定功率為200W,則在計(jì)算負(fù)載匹配時(shí)要按5×200W=1000W進(jìn)行折算)。除了打印機(jī)以外的其他計(jì)算機(jī)外部設(shè)備,通常啟動(dòng)功率略大于額定功率,故考慮匹配時(shí)好按UPS輸出功率的80%進(jìn)行負(fù)載匹配。
電源中的浮充電壓和放電電壓,在出廠時(shí)均已調(diào)試到額定值,而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的,使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載,比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺(tái)數(shù)。一般情況下,負(fù)載不宜超過(guò)UPS額定負(fù)載的60%。在這個(gè)范圍內(nèi),電池的放電電流就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度放電。