UPS不间断电源的工作原理以及在广播发射机中的应用

牛博辉

【摘要】不间断电源（UPS）系统在广播发射机中是必不可少的重要系统，是防止发射机设备由于电网异常而造成停播。本文主要介绍UPS电源主要工作原理，及其在广播发射机设备中的使用与维护方法。

【关键词】UPS不间断电源；工作原理；短波广播发射机

引言

随着科技的日益发展，计算机自动控制在广播发射机各部位中得到应用广泛，并且自动控制部分对供电的要求较高，为保障广播发射机安全、不间断、高效的传输，很多故障都是发射机控制部分电源系统的故障而引起的，因此，电网的失压，电源的谐波都会对计算机设备造成的干扰等。为解决此问题，UPS（不间断电源）是有效预防和解决此类问题的重要设备。

一、UPS电源的特性和工作原理

不间断电源简称UPS。它是一种含有以蓄电池为储能装置，以逆变器为主要单元，稳定电压稳定频率输出的电源保护设备。当外电正常输入时，就将外电稳压后供给负载使用，同时对机内蓄电池充电，把能量储存在电池中。

当外电中断或输入故障时，UPS将机内电源的能量转换为交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作。目前，市场上UPS电源设备种类较多，输出功500VA～10kVA等多种容量，UPS按工作模式可分为离线式、在线式和在线互动式3大类；按其输出波形可分为方波输出和正弦波输出两种。

在短波广播发射机中广泛应用是在线式正弦波输出的UPS。

在线式UPS的特点是不论外电是否异常，它的输出电压总是由UPS本身的逆变器供给，即外电输入后被UPS转换成直流电压，其逆变器又将直流电压转换成交流电压输出，它的变压器无论外电是否正常一直处于工作状态。

其电源的切换时间为零秒，在外电正常时为无级稳压。在线式UPS的这种特点，使它适合于长时间不间断供电系统，很适合用在短波广播发射机系统中。

二、UPS的使用方法及注意事项

1.正确开关机步骤

開机时应先启动UPS，等输出正常后再依次打开负载，先开冲击电流较大的负载再开冲击电流较小的负载，否则，会有多负载的冲击电流和供电流，产生UPS电源瞬间过载，严重时会损坏变换器不能让UPS经常处于满载或过载；关机时先逐个关闭负载再将UPS面板关机，使UPS处于旁路工作而充电器继续对电池充电。若需要将UPS输出关闭，则将输入外电断开即可。

2.注意事项

（1）蓄电池的过度放电和蓄电池长时间的开路闲置不用，都会使蓄电池的内部产生大量的硫酸铅，并被吸附到蓄电池的阴极上，形成所谓的阴极“硫酸盐化”，其结果是造成电池内阻增大，蓄电池的可充放电性能变坏。目前常用的M型密封式铅酸蓄电池的使用寿命大约为3-5年。

（2）对于目前的大多数UPS来说，当蓄电池每次放电完后，可利用UPS内部的电池充电回路对蓄电池进行浮充。为保证蓄电池被重新置于饱和充电状态，一般需要充电时间为10～12小时。充电时间不够会使蓄电池处于充电不充分状态。这时蓄电池的实际可供使用的容量远远低于蓄电池的标称容量。对于有的UPS而言，当市电电压低于200V时，就不可能利用UPS内部的充电回路对蓄电池进行饱和充电丁。

（3）有的用户采用降低UPS实际负载功率或增大蓄电池容量的办法来延长蓄电池的放电时间。

（4）当UPS蓄电池在使用中遇到下述情况之一时，要想复活蓄电池的可充放电特性，应采用均衡充电的办法来解决。所谓均衡充电是把每个蓄电池单元并联起来，用统一的充电电压进行充电的操作办法。需要对蓄电池进行均衡充电的情况有：过量放电使得蓄电池的端电压低于蓄电池所允许的放电终止电压。对于12V的M型铅酸蓄电池而言，其放电终了电压为10.5V左右。

（5）为保证蓄电池具有良好的充放电特性，对于长期闲置不用的UPS（经验数据是UPS停机10天以上），在重新开机使用之前，最好先不要加负载，让UPS利用机内的充电回路对蓄电池浮充10～12小时以后再用。对于后备式UPS的用户来说，若UPS长期工作在后备式工作状态时，建议每隔一个月，让UPS处于逆变器工作状态至少2-3分钟，以便激活电池。

三、UPS系统维护

1.主机的维护

UPS主机一般是智能型的，它对环境温度要求高，温度过高会导UPS系统不稳定，并且要求室内卫生清洁，否则灰尘遇潮湿会引起主机工作紊乱，主机中的参数在使用中不能随意改变。

2.蓄电池的维护

在UPS系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱，没有电池的UPS只能称作稳压、稳频电源，UPS之所以实现不间断供电就是因为有了蓄电池，在市电异常时，蓄电池直接将蓄电池的化学能变成交流电能输送出去，使用电设备得以连续运行下去，目前，总小型UPS电源广使用免维护密封、铅酸蓄电池，占据UPS电源总成本的1/4至1/2之多。不仅如此，实际维修也表明，约有一半以上的电源故障与蓄电池有关。

UPS蓄电池的实效主要表现为端电压不够，容量不足或瞬间放电电流不能满足带负载启动要求等。

一般正常使用的UPS其正常寿命在5年左右，但目前，国内有相当部分UPS电池在投入使用不到一年就开始出现问题，更有甚者，有些进口品牌的国产电池刚买来就失效的情况也并不罕见。这一方面由于蓄电池在制造工艺上存在先天的不足；另一方面使后天缺乏必要的维护造成的，值得注意的是，许多使用单位缺乏必要的测试维护手段，根本不清楚自己系统UPS蓄电池的健康状况，为UPS系统正常工作留下隐患。

UPS蓄电池的维护与一般低压系统蓄电池维护类似，当引进新电池时，要求工程验收，进行深度放电，当新电池投入使用后，要求保持适宜的电池工作环境温度。要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行匀充，要求定期对电池进行试探性容量测试或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。

四、结束语

UPS不间断电源在广播发射机正常运行起着至关重要的作用，近年来随着发射机的自动化发展，计算机在发射机控制部分广泛应用，在实际工作中，经常会因外电的间断而造成工控机数据的丢失导致发射机不能正常工作；为解决此问题，我们在发射机和天线及节目传输部分分别加装了UPS电源，有效地解决了此问题的发生，大大的提高了发射机的传输效率。

参考文献

[1]刘少慧.浅析UPS不间断电源的原理及维护[J].福建电脑，2011（4）.

[2]庄恢凰.不间断电源UPS系统安装应用技术[J].中华建设，2012（04）：216-217.