理士蓄电池根据式(1),当UPS要求输出线电压为380V时,直流母线电压Ud必须大于620V。工频机采用三相桥式整流时,直流母线电压Ud与输入交流电压Ui的关系为
(2)
式中Ui为输入线电压的有效值。根据式(2),当UPS输入线电压为380V时,直流母线电压不会超过513V,这样UPS的输出不能达到380V,必须通过变压器升压才能满足要求。在中
、大功率场合,高频机的主电路由IGBT整流器、充电器和IGBT逆变器构成,如图2所示。整流器和逆变器的开关管均为IGBT,工作频率在10kHz以上,因此这种结构的UPS被称为
高频机。由于高频机整流器采用PWM整流技术属于升压整流,UPS输出电压可以满足负载要求,因此输出无需配备升压变压器。
IGBT整流器具有升压功能,可以根据需要调节输出直流母线电压的大小,从而满足UPS输出交流电压的要求。IGBT整流器输出的直流母线电压与输入线电压的关系
式为
(3)
式中Ui为输入线电压的有效值;Ud为整流器输出的直流母线电压。
根据式(3)可知,当市电输入的线电压Ui为380V时,Ud的大小可以通过改变调制比M来调节,满足Ud大于620V。这样,逆变器的输出电压就可以满足380V的要求,无需设置升压变
压器。
3 UPS能耗分析
(1)变压器损耗
根据上述分析可知,工频机输出电压较低,需要额外增加输出变压器,而高频机可以直接输出符合要求的电压,不需要设置输出变压器。变压器造成的损耗占UPS总损耗很大比
例。变压器损耗分为铁耗、铜耗和杂散损耗,其中杂散损耗占比很小,本文不予讨论。
交流电流在变压器铁心中产生交变磁场,在此交变磁场作用下,所产生的磁滞损耗和涡流损耗,统称为“铁耗”,一般认为铁耗不随负载而变化,并以额定电压下变压器的空载
损耗为铁耗。UPS的空载损耗占UPS总损耗的40%左右,变压器的空载损耗为UPS空载损耗的主要组成部分。磁滞损耗ph为铁心中建立交变磁通、克服磁畴回转所需的功率,与
铁磁材料、磁场交变频率有关,工程上可表述为
(4)
式中,理士蓄电池为不同材料的计算系数,f为磁场交变频率,Bm为磁感应强度的大值,α为由实验确定的正指数,V为铁心的体积。变压器硅钢片铁心中的涡流损耗为
(5)
式中,K为电势比例常数,d为硅钢片厚度,ρ为硅钢片电阻率。变压器绕组由铜线绕制,电流流经绕组时将产生损耗,一般称为铜损(pCu),其大小与负载电流的平方成正比
(6)
式中,IL为负载电流,IN为额定电流,Pk为短路试验测定的变压器短路损耗。高频机与工频机相比少了输出变压器,大大减少了UPS的损耗,提高了效率。
(2)滤波电感损耗
工频机的整流器通常为二极管不控整流或SCR组成的半控整流,工作频率为50Hz,谐波频率较低。而高频机的整流器和逆变器均工作在10kHz以上,UPS产生的谐波主要为高频
谐波,可以使用较小的滤波电感就可以达到很好的滤波效果。与工频机相比,高频机使用的滤波电感体积较小,重量较轻,阻抗值也比较小。
电感的损耗也可以分为铁损和铜损,电感的铁损包括磁滞损耗和涡流损耗,其计算方法与变压器类似。由式(4)、(5)可见,磁滞损耗与开关工作频率成正比,与铁心体积成正
比;涡流损耗与开关工作频率的平方成正比,与铁心体积成正比。与工频机相比,高频机开关频率较高,所用的滤波电感较小,铁心体积较小;此外,高频机使用的滤波电感绕组
电阻较小,所以铜损较低。
PV电池采用各种吸光材料制作，包括结晶和非晶硅，碲化镉（CdTe）和铜铟镓硒化物（CIGS）材料制成的薄膜，以及有机/聚合物类的材料。
1.2 光伏电池等效电路模型
PV电池的等效电路模型（如图1所示）能够帮助我们深入了解这种器件的工作原理。理想PV电池的模型可以表示为一个感光电流源并联一个二极管。光源中的光子被太阳能
电池材料吸收。如果光子的能量高于电池材料的能带，那么电子就被激发到导带中。如果将一个外部负载连接到PV电池的输出端，那么就会产生电流。
图1. 由一个串联电阻（RS）和一个分流电阻（rsh）和一个光驱电流源构成的光伏电池等效电路。
由于电池衬底材料及其金属导线和接触点中存在材料缺陷和欧姆损耗，PV电池模型必须分别用串联电阻（RS）和分流电阻（rsh）表示这些损耗。串联电阻是一个关键参数
，因为它限制了PV电池的大可用功率（PMAX）和短路电流（ISC）。
PV电池的串联电阻（rs）与电池上的金属触点电阻、电池前表面的欧姆损耗、杂志浓度和结深有关。在理想情况下，串联电阻应该为零。分流电阻表示由于沿电池边缘的
表面漏流或晶格缺陷造成的损耗。在理想情况下，分流电阻应该为无穷大。
要提取光伏电池的重要测试参数，需要进行各种电气测量工作。这些测量通常包含直流电流和电压、电容以及脉冲I-V。
2.1 、PV电池的直流电流-电压（I-V）测量（提供V测量I）
可以利用直流I-V曲线图对PV电池进行评测，I-V图通常表示太阳能电池产生的电流与电压的函数关系（如图2所示）。电池能够产生的大功率（PMAX）出现在大电流（
IMAX）和电压（VMAX）点，曲线下方的面积表示不同电压下电池能够产生的大输出功率。我们可以利用基本的测量工具（例如安培计和电压源），或者集成了电源和测
量功能的仪器（例如数字源表或者源测量单元SMU），生成这种I-V曲线图。为了适应这类应用的需求，测试设备必须能够在PV电池测量可用的量程范围内提供电压源并吸
收电流，同时，提供分析功能以准确测量电流和电压。简化的测量配置如图3所示。
图2. 该曲线给出了PV电池的典型正偏特性，其中 大功率（PMAX）出现在大电流（IMAX）和大电压（VMAX）的交叉点。 图3. 对太阳能电池进行I-V曲线测量的典
型系统，由一个电流源和一个伏特计组成。
测量系统应该支持四线测量模式。采用四线测量技术能够解决引线电阻影响测量精度的问题。例如，可以用其中一对测试引线提供电压源，用另一对引线测量流过电池的
电流。重要的是要把测试引线放在距离电池尽可能近一些的地方。
UPS不间断电源是如何控制温度及维护保养的？ - 电源
UPS不间断电源是重要的电源保障设备，使用的过程中，维护是一个很重要的工作，能够很好的预防机器故障。UPS电源设备中，除了冷却用的风扇和断路器开关部件
外，还有大量的固态电子器件。这些电子器件经过不间断的使用，虽然不会存在机器磨损，但是受外围环境对ups电源的影响是很大的，所以我们要做好UPS温度控制工作
。
不间断电源是因为在适宜的环境中工作，不仅能使机器稳定的工作，还能更好的延长机器寿命，所以做好日常维护，对UPS电源来说，很重要。艾普诺UPS不间断电源
工作环境应该与计算机的工作环境相同，温度应控制在5℃以上，22℃以下；相对湿度控制在50%以下，上下幅度不超过10%。当然，和这些因素同样重要的是应保持UPS电
源工作间的清洁、无灰尘、无污染、无有害气体，因为这些因素同样影响UPS的使用寿命和引发故障。在UPS的日常维护工作中，工程师需要每日进行例行检查，其主要目
的是为了积累UPS电源的运行经验和及时发现故障苗头，因此每日的例行检查都要细心。
如果是必须使用在室外的ups不间断电源，用户必须购买户外专用的UPS电源产品，因为户外专用的UPS电源能耐高温，以及防尘、耐潮等优势。不间断电源是重要的电
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