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產品應用 - 工業電子
UPS電源應用
日期:2016/06/21

        UPS起作用往往是在掉電或電網電壓瞬時塌波的最初幾秒到幾分鐘內起決定作用,需要蓄電池在這段時間提供電能,蓄電池自身的缺點(需定期維護、壽命短)使UPS在運行時需要時刻檢測蓄電池的狀態。在數據保護的備份系統中,需UPS提供的時間相對很短,而蓄電池的大部分能量沒有被應用,如果選擇低容量的蓄電池則不具備強大的放電能力。從短時期作用角度考慮,超級電容的優勢尤為明顯,其輸出電流幾乎沒有延遲地上升到高達數百安培甚至上千安培,而且可以快速地充電,超級電容在很短的時間內就可以實現能量存儲,所以在下次電源故障時又可以起作用,盡管超級電容器的儲能明顯低于蓄電池,僅能維持很短的時間,但是當儲能釋放時間在1min左右時有無可比擬的優勢——具有500000次循環和十年不需要護理,使UPS真正實現免維護。
        不間斷電源在工廠的許多重要的地方(如半導體制造業)是不可缺少的,超級電容器在為短時間模式的系統失誤的設計中是一個非常理想的器件。即使是很短時間的電源故障——市電的小或大的起伏都會導致聯機系統的嚴重混亂或造成自動裝配線路的嚴重損壞,在醫院里如果失誤發生在手術室,這樣的電源失誤可能危及到一個人的生命,超級電容器使能量存儲設備(如蓄電池或充電電池)和大容量的電解電容之間得以充備,它的容值中等,使得電源密度介于這兩個存儲設備之間。這意味著當在很短的時間需要很高功率的UPS的應用的時候超級電容器很適合,它的優勢在于較短的時間內( 幾秒到1min)它具有短時釋放極高功率的能力。
        通過在輸入輸出之間加上一個濾波電路,并把電池連接到電路中,網絡交互式UPS可以有效地防止欠電壓,但是持續時間較長的過電壓仍然會影響到負載,在線式UPS是最安全最理想的解決方案,它使負載完全從電網中解脫出來,在線式UPS系統的靈敏對于高度關鍵負載(如計算機)和負載敏感的制造系統是非常重要的。
        專業UPS系統(如主機制造)要求非常嚴格,即使非常短暫的中斷也會導致整個系統崩潰。實際上對于UNIX系統與工作站可以找到相似的規律,在傳送數據到硬盤之前UNIX最先將所有數據存儲到它的存儲器中,這個重要的數據即使在很短的中斷也會丟失。實際上,UNIX系統不像PC那樣簡單地再啟動,這個過程需要很長的時間。
        因此,特殊關鍵時刻是第一個5s,最關鍵的損壞或消耗80%,出現在生產制造過程中,從數據丟失到損壞或毀壞都發生在電源故障的前5s。比較普通能量存儲設備(如蓄電池、電池組或電容),可以看出它們不是以相同速度釋放存儲在它們內部的能量,它們有不同的功率和能量密度。
超級電容器具有低浮充電電流,簡單充電,高峰值電流。
        因為浮充電流只有幾毫安,非常低,所以,在UPS應用中超級電容器是非常理想的。上述特點使它們非常適用于在線UPS系統。
在最簡單的情況下,超級電容器通過2.5V直流恒壓電池充電,并不要求充電電壓平穩光滑。通常不需要充電電流的限制。在電源出現故障的時候,超級電容器輸出電流在指定時間內幾乎沒有延遲地上升到400A,由于內阻非常低,它們可以快速地充電,超級電容在很短的時間內就可以實現能量存儲,所以在下次電源故障時又可以起作用。
        以后更重要的是保護臨界負載,因為不能總是保證電源網絡的穩定性,因此對于短路、瞬間擊穿或是由開關狀態時的大的負載引起的故障,功能強大、相應快速的UPS單元可以阻止這種情況下的主要的損壞。超級電容器在很多系統中扮演著極為重要的角色,它能確保工作壽命、不需要維護而且可靠性最高。根據這些特性得出結論. 今天的UPS系統經常以電容和蓄電池的結合為基礎建立。

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