UPS電源鉛酸蓄電池內部構造及原理

來源：存能電氣  日期：2019-04-17 10:51  瀏覽量：次

　　UPS電源鉛酸蓄電池內部構造及原理。正確的認識UPS電源電池的原理，可以幫助我們在日常維護UPS電源的工作過程中，更有效地降低操作失誤，延長UPS電源主機的使用壽命。本篇文章中，存能電氣小編將為大家講解UPS電源蓄電池內部結構，初步認識UPS電源的運行原理。

　　UPS電源內部結構

　　整流器：整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用；

　　逆變器：通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；

　　蓄電池：蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。其主要功能是市電正常時，將電能轉換成化學能儲存在電池內部、市電故障時，將化學能轉換成電能提供給逆變器或負載；

　　靜態開關：靜態開關又稱靜止開關，它是一種無觸點開關，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉換型和并機型兩種。轉換型開關主要用于兩路電源供電的系統，其作用是實現從一路到另一路的自動切換；并機型開關主要用于并聯逆變器與市電或多臺逆變器。

　　UPS電源電池是由一套交流+直流充電+交直流逆變裝置構成。UPS蓄電池在市電正常供電時處于充電狀態。一旦市電中斷，蓄電池立即將儲存的直流電輸出給逆變器逆變成交流電供給計算機設備，保持對計算機設備供電的連續性。一般情況下，中小功率后備式UPS靠蓄電池維持供電的時間在10～30min左右。

　　UPS電源工作原理

　　1.當市電正常時，輸入繼電器RY2閉合，經升壓電感L9，橋堆REC1，升壓開關管Q14，二極管D10，D11組成的AC/DC升壓功率因數修正電路，產生逆變器工作所需的兩個直流電壓土DCBUS，再經逆變器Q13，Q12將DCBUS直流轉換為交流，經L1，C2濾波，輸出繼電器RY1上端閉合，輸出交流供給負載。

　　2.當市電中斷時，電池所儲存的能量經直流變換器Q4，Q6，Q10，Q11升壓開關管，TX1升壓變壓器，及后級整流濾波電路，轉換為兩個直流電壓土DCBUS電壓作為逆變器輸入，再經DC/AC逆變后輸出交流以維系輸出不間斷。

　　3.當UPS異常時，輸入市電經輸入繼電器RY2閉合，輸出繼電器RY1下端閉合，直接經旁路輸出給負載。

　　小功率1-3KVAUPS不間斷電源主要應用在IT設備,采用穩壓穩頻技術,校正電壓，校正頻率,保護計算機等設備不受損壞，更重要是保證數據不丟失,全面解決電網的各種問題，包括市電斷電、電網浪涌、高壓尖脈沖、暫態過電壓、電壓跌落、頻率漂移、雜波干擾等等。

　　UPS蓄電池內部結構和工作原理

　　蓄電池的構造組成有：極板組、隔板、電解液、殼體及極住等。蓄電池蓄電池是將化學能直接轉化成電能的一種裝置，是按可再充電設計的電池，通過可逆的化學反應實現再充電，通常是指鉛酸蓄電池，它是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理：充電時利用外部的電能使內部活性物質再生，把電能儲存為化學能，需要放電時再次把化學能轉換為電能輸出，比如生活中常用的手機電池等。

　　1.放電中的化學變化

　　UPS蓄電池連接外部電路放電時，稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質產生反應,生成新化合物『硫酸鉛』。經由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘余電量。

　　2.充電中的化學變化

　　由于放電時在陽極板，陰極板上所產生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內電解液的濃度逐漸增加,亦即電解液之比重上升，并逐漸回復到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質已還原到可以再度供電的狀態，當兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質時，即等于充電結束，而陰極板就產生氫，陽極板則產生氧，充電到最后階段時，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應以純水補充之。

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