科士達EPI20K UPS電源負載

■數字化控制

YMK系列UPS各部分架構全部采用數字化控制，UPS各項性能指標都非常優異，系統穩定度高，具備自我保護和故障診斷能力，同時也避免了模擬器件失效帶來的風險，使得控制系統更加穩定可靠。

■19英寸標準機柜

YMK系列UPS采用19英寸標準機柜外觀，美觀大方，可以完美匹配機房應用環境，節省機房使用面積。根據用戶需求，可提供1.4米和2米兩種高度機柜。

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■模塊化設計

YMK系列UPS采用模塊化設計，模塊容量為4KVA/6KVA/10KVA/15KVA/20KVA，UPS系統由1至10個UPS模塊并聯組成，最大功率200KVA，用戶可以根據負載的逐步投入而彈性地增加UPS模塊數量。模塊與機柜間采用熱插拔技術，UPS模塊可以在線加入、在線拔出，實現“零”檢修時間。

■高功率密度設計

YMK系列UPS單模塊高度為3U，一個標準1.4米高的UPS機柜最多可以安裝5個UPS模塊（單模塊最大功率容量20KVA），總容量可擴展至100KVA；一個標準2米高的UPS機柜最多可以安裝10個UPS模塊（單模塊功率容量20KVA），總容量可擴展至200KVA。

■N+X并聯冗余

YMK系列UPS采用N+X并聯冗余設計，用戶可以根據負載的重要程度配置不同的冗余程度，當冗余模塊數達到兩個以上時，UPS系統的可用性達到99.999%，MTBF（平均無故障時間）長達25萬小時以上，可充分滿足關鍵負載對供電系統的高可靠性需求。通過LCD可以設定UPS冗余數量，當負載量超過冗余設定時，UPS可及時報警。

■彈性的并聯冗余設定

YMK系列UPS可以任意設定冗余UPS模塊數，UPS可以最大容量提供輸出。當負載超出冗余設定時，只要負載量沒有超過模塊的總容量，UPS能夠正常工作，并可以發出相應的警告。

■控制系統并聯冗余

YMK系列UPS每個模塊采用獨立控制系統，UPS模塊根據互享的信息獨立進行控制，故障模塊失效后可以立即與并機系統進行脫離，不對并機系統造成危害。配合熱插拔技術，可以方便地將故障模塊拔出進行維修。

■的分布匯流機柜

YMK系列UPS改進了模塊化UPS的系統布局，創新引入分布匯流概念，保障了系統并聯的安全性。

■并機共用電池

YMK系列UPS并聯工作的UPS模塊可以共用電池，電池數量不受并機數量的限制，大大減少了電池配置的數量，用戶可以完全根據后備時間進行電池配置。

■外接電池數量可選

YMK系列UPS工作的外接電池數量，可以根據用戶需要選擇不同的節數,三進單出的電池節數為：16/18/20節；三進三出的電池節數為：32/34/36/38/40節

■充電電流可設定

YMK系列UPS可通過面板LCD設置用戶配置的電池容量，自動分配合理的充電電流。也可以通過面板的LCD設定充電電流的大小，設定用戶需要合適的充電電流。恒壓充電模式、恒流充電模式和浮充模式能自動平滑的切換。

■智能充電方式

YMK系列UPS采用先進的兩段式三階段充電方法，第一階段大電流恒流充電，快速回充約90％的電量；第二階段恒壓充電，可以活化電池特性并將電池完全充飽；第三階段浮充模式。這樣可以很好的兼顧快速充電與延長電池使用壽命的目標，節約用戶電池。

■系統超大LCD顯示（帶觸摸屏）

YMK系列UPS采用超大LCD（320*240 dots）顯示，中英文雙語言可供選擇，提供了豐富的UPS狀態信息、警告信息、故障信息等。配合菜單式的顯示方式，用戶可以非常直觀地操作LCD。同時，LCD帶觸摸屏功能，可以不操作按鍵，直接輕觸觸屏幕就可以方便地進行操作。

■單模塊LCD顯示

YMK系列UPS單個模塊采用LCD和LED雙重顯示，使用戶更直觀地了解每個模塊的工作狀態和運行參數如輸入/輸出電壓和頻率負載大小電池容量機內溫度等，使所有操作一目了然。

■智能監控功能

YMK系列UPS當選配SNMP卡時，可以實現對UPS的遠程監控。

■可構建中小型配電系統

YMK系列UPS提供了豐富的選配件，用戶可以根據需求選擇安裝隔離變壓器、配電盤、SNMP卡、繼電器干接點卡等選配件組成一個中小型配電系統。

■維護方便

YMK系列UPS提供維修旁路功能，當出現緊急情況時，可以切換到維修旁路供電，維修人員可以安全地在線維修。

■停機檢修時間短

如果故障的UPS模塊數少于等于冗余的UPS模塊數，可以在不影響其它模塊工作的情況下在線更換故障的UPS模塊，這種情況下停機檢修時間為零；如果故障的UPS模塊數大于冗余的UPS模塊數，由于是采用更換UPS模塊的方式進行維護，所以停機檢修時間不會超過5分鐘。

■集中監控模塊

YMK系列提供集中監控模塊，模塊具備熱插拔功能，當拔出監控模塊時，系統可以正常工作。

■EPO功能

YMK系列監控單元面板上嵌入一緊急關機（EPO）按鍵，在緊急情況下按下EPO按鍵就可以緊急關機；EPO按鍵為保護設計，且有透明外蓋遮蓋，可以避免誤操作；并且具有遠程緊急關機（REPO）功能。

■支持柜間并聯

支持柜間并聯，最大并機數量4個機柜。

參數及規格

科士達ups電源GP803H供應科士達ups3kva/3000va/參數及規格

工作方式：三進三出高頻在線式
功率范圍：10KVA～30KVA

產品特性

先進的工作模式

· 雙變換在線式設計，采用輸入功率因數校正（PFC）技術，輸入功因高達0.99

數字化控制

· 各部分構架全部采用數字化控制，控制系統更加穩定可靠

ECO功能

· 可運行在ECO工作模式，高效節能降低用戶應用成本

并聯冗余功能

· 直接并機，可4臺并聯

并機共用電池

· 并機時共用電池組

外接電池數量可選

· 電池節數16/18/20節可選

智能充電管理

· 用戶可設定充電電流，恒流、恒壓和浮充三段式充電管理自動平滑切換

顯示

· LCD/LED雙重顯示

維修旁路

· 整機帶維修旁路功能

EPO功能

· 整機配有EPO緊急關機功能

輸出帶載能力

· 輸出可以接完全不平衡負載

智能管理

· USB/RS485通信接口

· SNMP卡（選配）

· 繼電器卡（選配）

隨著電子技術與信息科技的發展，計算機、多媒體、互聯網等各式各樣的信息應用正快速地滲入社會的各個領域。網絡技術與應用的發展,分布式的信息發展模式已告確立，由于信息本身就是高附加值的產物，為了確保信息安全與計算機系統的正常運行，其對電源品質的要求也就更加嚴格。 近年來UPS的需求不僅大幅度增長，使用者對于UPS的功能與品質的要求也持續增加。傳統以模擬電路控制為主的UPS己無法達到智能化的需求，引進微電腦數字控制技術乃大勢所趨。UPS的發展將進入全數字化的時代，傳統的模擬控制UPS即將走進歷史，取而代之的將是外型美觀、安全可靠、輕薄短小的微電腦數字控制式智能型UPS。

1 UPS的發展

UPS從初的飛輪發電機到今天，已度過了40多個春秋，由單一旋轉發電機式發展到今天多功能的旋轉發電機式、靜止變換式、旋轉靜止結合式等三大類。 早的UPS原本是用途廣泛的電力保障設備，它的雛形是帶有飛輪的發電機組，飛輪作為能量貯存裝置，其缺點是轉換效率低、維護困難。目前，這種旋轉發電式UPS還在某些特殊領域有它的特定用途，如用于工廠、礦山和大樓的集中供電，其容量高達1000kVA。

隨著半導體技術的應用，誕生了比代旋轉式UPS先進的靜止變換式UPS。初的靜止變換式UPS如美國的Emerson、法國的Alpes4000等，其功率器件由晶閘管制成。接著功率晶體管在大、中容量的UPS中得到了廣泛應用。功率管(MOS)普遍地應用在中小容量的UPS中，但功率管(MOS)難以達到高電壓、大電流，其飽和壓降大于晶體管，于是兼具前兩者優點的絕緣門限晶體管(IGBT)應運而生，促使UPS的逆變技術更趨成熟。但IGBT有寄生電流擎住效應，在一定程度上限制了它的使用。

靜止式UPS分為在線式和后備式。這兩種UPS的結構大致相同，其主體結構都包括整流(充電)器、蓄電池、逆變器和轉換開關等4個部分。二者的區別在于工作方式不同：在線式UPS的逆變器自始至終都在工作，而后備式UPS只有在供電異常時才啟動逆變器。后備式UPS供電質量雖然差，但它效率高，價格低廉，多用于家庭及對電網要求不高的場所。在線式UPS供電質量相對要高，但價格貴得多，因此多用于精密設備，網絡領域及特殊供電要求的場所。

在線互動式UPS兼顧了前兩者的某些優點，效率高，轉換時間短，性能價格合理，正逐漸得到用戶的認可。伴隨著市場競爭的日趨嚴峻，不同廠家根據用戶的特殊要求而設計了不同應用場合的UPS，如郵電專用型、電站專用型、鐵路專用型、油田機專用型等。

UPS還發展了將上述兩種結合起來的旋轉靜止結合式UPS，即在靜止式UPS上配置柴油發電-直流充電電機，當UPS用電池放電時，電機并不啟動，只有當電池容量消耗到限定值時才開始運轉，給蓄電池充電，容量一般不大，一般在10kVA以下。多用在要求容量不大而又不怕吵鬧的地方，如農村、邊防和一些偏遠的山區。

UPS的控制電路也發展很快，由開始的分立元件簡單控制發展到今天的微處理器控制，由硬件控制發展成軟件控制。意大利西力UPS的并聯甚至采用了光纖通信。微處理器成了現代UPS必不可少的一部分，如美國的APC公司在每個小電池箱中都安裝了微處理器，以控制這些電池的工作狀態。

2 新一代智能型UPS

目前，UPS已由初期的單純供電發展到目前的多功能應用，UPS不再僅僅是供電電源，向用戶提供高質量的穩壓、穩頻，無任何*存在的，波形失真度小的“全天候“電源。且作為負載的計算機在無人值守時，要求UPS能自動地定時關機、定時開機，當供電發生故障后，UPS能通知計算機.對用戶數據的自動轉存和有序地關機。如APC公司的UPS，除聯網功能外還有對環境溫度、濕度進行控制，使UPS具有了智能。

智能化UPS電源，是指在UPS主機的輸出端增設DB9、RS232、RS485接口，SNMP(簡單網絡管理協議)卡或AS400通信接口。利用這些接口，經過專用的通信電纜或經調制解調器同器、路由器、網關等設備上相對應的通信接口相連。加上安裝在微機或微機網絡平臺上能適應各種操作系統遠行環境的、具有電源控制功能的UPS供電系統。

控制己成為當今UPS的一個必不可少的功能，如IM的Argus，軟件可同時控制250個點(機器)，它的Power Flag網絡軟件可同時和幾個網絡聯結。其它如梅蘭日蘭、EXJDE、LEIBERT、IPM、FENT0N等都有自己的相應軟件。

3智能化UPS的功能

3.1實時控制功能

控制電路中各部分的狀態，隨時獲取主機工作時的有關參數。應用戶的要求提供電源品質的歷史記錄，包括輸入、輸出電壓、頻率、負載、電池質量及環境溫度等關鍵信息。

3.2人機交互功能

雙向通信是未來UPS的發展趨勢。用戶可按實際情況，自行沒定各種參數。如可設定備用電池倒計時的時間長短，重新設置UPS內部的各種臨界工作點閥值，自由選定要顯示的內容，是否進行故障調試等。

3.3自動傳呼功能

UPS軟件或附件診測到UPS系統故障時，可通過E-mail，尋呼，彈出窗口信息等方式實時通知系統管理員，以快的速度解決問題。

3.4故障檢測功能

發生故障時，在各個用戶警示的同時，給出參數且及時分析，追蹤引發電源故障的重要信息，必要時給出處理方法。

3.5自動保存功能

UPS的電力快要耗盡時，執行此項功能，從而保證數據及系統的完整性和可恢復性。用戶可根據實際需要定制其特定程序的自動保存功能。

3.6UPS的自檢及定時開，關機功能

通過軟件檢查UPS的狀態，查詢UPS的預警信息，作電池矯正試驗等。這些預防性功能都可在UPS系統故障發生之前采取適當的措施。

3.7遠程監控功能

提供1個計算機接口，通過RS232或RS485，經調制解調器實現與異地計算機的終端通信，實現上述的所有功能，一臺主機可以同時控制多臺UPS。

4 UPS先進控制技術

由于微電腦技術的快速發展,使復雜的控制方法以微處理器軟件的方式實現，數字控制也成為應用控制理論的必然途徑，各式各樣的回授控制方法也相繼被應用于改善UPS交流穩壓的瞬時與穩定響應。這些理論與應用的發展，大大地提高了UPS的穩定性及系統的瞬時響應，以下介紹一些先進控制技術應用于UPS穩壓控制的發展。

遲滯控制

遲滯控制是一種以誤差比較為基礎的邊邊控制系統，根據誤差的正負產生大的正負修正信號，遲滯邊界的設定是為了降低當誤差很小時產生的不必要切換。

由于這種方法的設計不需要了解過于復雜的數字控制理論，對于傳統UPS的轉型設計是一種較為可行的方法，研發成本較低,風險較小。但由于需兼顧模擬與微處理器的軟、硬件設計，因此制造成本較高，需要整體的。

4.2死擊控制

數字控制系統也可以說是取樣數據控制系統，也就是說每隔一段固定的時間，控制系統就根據命令與回授計算出適當的控制信號。死擊控制是一種降低誤差快的數字控制器設計方法。這種方法由于設計過程明確方法簡單，在早期UPS采用微電腦數字控制的發展過程中,就率先被應用于穩壓控制器的設計。在UPS應用的實際狀況中，由于負載的多變與電流電壓的限制，這兩個前提都是難以達成的。在現有的文獻中，死擊控制多直接應用于電壓回路的穩壓控制，這種方法應能更有效的應用于以多回路控制為主的電流控制器設計，因為電流回路的動態特性與能量限制均更能掌握，因此也較能發揮死擊控制的效果。

4.3狀態回授控制

現在，大多數的控制系統計算機輔助設計軟件都是以狀態空間法來描述系統的動態特性。傳統的傳遞函數只能描述系統輸入端與輸出端之間的數學關系，對于系統內部的動態特性則運用自如。狀態空間法則能展現控制系統所有的狀態，使設計者得以掌握完整的系統動態特性。

在眾多的近代控制理論中，狀態回授控制以其架構簡單、易于數字化的優點而普遍受到系統工程師的青睞。由于狀態回授控制法以發展出系統化的參數判別、 安置、計算機輔助設計等方法，隨著DSP應用的普及，這種方法可進一步發展為具有自調功能的適應控制技術，是未來有潛力的實用方法。

4.4可變結構控制

可變結構控制早期萌芽于前蘇聯，主要應用于武器系統的導向控制。這種方案特別適用于先天不穩定或具有大參數不確定的控制系統。這種方法已有多年的發展歷史，也有許多應用于馬達控制的相關研究，此法隨著控制技術的進展也應用于直流轉換器與UPS的穩壓控制。這種方法實際應用于UPS的微電腦控制時,有些問題仍難以克服，如可變結構控制數字化的問題、顫動的消除、控制能量對可變結構控制滑動平面所造成的限制、滑動平面的選擇、如何降低撞擊時間、如何追蹤周期性信號等。

4.5Fuzzy/Neural控制

模糊集合的觀念于1965年首先由美國加州柏克萊大學的提出，至于模糊理論的具體應用則是由英國倫敦大學Queen Merry分校的來實現的。此后，模糊控制即成為模糊理論應用成功的一個領域。

一個交流穩壓系統，由于負載的多變性、多樣性與不確定性，使設計者難以建立精確的數學模型。因此，交流穩壓系統先天上就是個適合模糊控制理論揮灑的空間。近年來，Fuzzy/Neural控制雖名噪一時，但Fuzzy/Neural控制的實際應用仍有其限制。其中關健之一，即在于應用問題的本身。簡單來說，并不是所有的控制問題都適合采用Fuzzy/Neural的控制方法。未來的發展，將朝向結合傳統控制與Fuzzy/Neural控制的方向發展，在這一發展過程中，以應用導向為主的控制系統設計方法將成為主要的發展趨勢。

4.6反復控制

反復控制器利用長時間累積的誤差信息消除系統因外界*所產生的周期性誤差。這一控制架構將回授控制的立足點由瞬間變化量的抑制延伸到長時間的穩態誤差消除，對于控制精度的提升有很大的幫助。周期性誤差在工業控制的領域中是相當常見的問題，如機械臂的振蕩、交流電源供應器的輸出電壓失真及交、直流馬達的轉速漣波等，因而引起了學術界與工業界對反復控制理論的高度興趣。但是，在UPS穩壓控制的應用卻仍處于起步階段。

在UPS中輸出電壓需要追隨同期性的弦波命令，而系統的相位延遲則使得輸出端產生周期性的追隨誤差。如果輸出端受到整流性負載的*，也會使輸出電壓產生的周期性誤差。在UPS中，上述兩種誤差信號的頻率皆為其供電頻率。從領域的角度來看、反復控制器能降低與基波及其諧波同頻率的*對系統的影響，這就是反復控制器能消除周期性誤差的原因。這種反復控制方法，雖然具有消除周期性誤差的優點，但也會將低系統的相對穩定度。尤其是面臨劇烈的負載變化狀況。為了保障系統的穩定度，設計時應特別考慮系統的狀況。為了適用UPS的多變型負載，也發展出具有適應能力的反復控制器設計方法。

5 結束語

微電腦系統的快速擴張為UPS帶來很大的發展空間，隨著PC的大量銷售，由于電力品質的不穩定，UPS已成為計算機系統的標準外圍配備?？萍及l展至今已進入全數字化的時代，傳統的模擬控制UPS即將走進歷史，取而代之的將是外型美觀、安全可靠、輕薄短小的微電腦數字控制式智能型UPS。以簡單的硬件架構配合軟件方式完成各項控制功能，將是智能型UPS的利益所在。以SNMP通訊標準進行分布式電源管理，使不同品牌的UPS能透過網絡予以整合，也將是UPS監控軟件未來的發展趨勢。從文中所介紹的各種先進控制方法也可看出UPS未來的發展潛力,這些新方法與新組件應用于UPS的設計，將為未來UPS的發展注入新的契機

電池作為UPS系統中的儲能裝置，其作用是在失去市電或市電質量超出用電設備允許的范圍時，向負載提供電能，是組成UPS系統的關鍵設備之一。同時，電池又是一種價格昂貴的消耗品。因此，如何對電池進行合理使用和管理以延長其使用壽命，一直是UPS生產廠家多年來研究和改進的課題。隨著科學技術的發展，UPS電池管理趨向于更科學、更嚴謹、更智能化。本文結合美國寶蘭(PowerLand)阿波羅系列UPS在電池管理功能方面的特點，介紹目前UPS先進的智能化電池管理功能。

1 智能化的充電功能

電池充電性能是影響電池壽命的重要因素之一。早期的UPS以及目前一些小功率UPS只控制充電電壓而不控制充電電流，這樣在電池充電初期，由于電池端電壓與充電電壓存在較大的壓差，極易因充電電流過大而造成電池損壞。智能化的充電管理能夠根據使用條件、使用環境自動調節充電機理，從而為電池創造良好的運行條件，有效延長電池的使用壽命。