本 刊 编 辑 部 张乃国(改编)

　　1 概 况

　　ES-500型UPS是美国APC公司在1998年推广的为适应成本低、体积小、重量轻且不需要将微机组成网络的一般用户的需求,采用PIC单片机处理器控制的后备式方波输出的UPS。

　　工作方式:后备式,(准)方波输出。

　　主要技术指标:额定输出容量:500VA

　　输入电压范围:AC192～256V

　　输出电压范围:AC220V/230V

　　输出频率:50Hz/60Hz

　　后备时间:100%负载,5min

　　蓄电池:阀控式免维护铅酸蓄电池

　　12V 7Ah一只。

　　外形:ES-500型UPS电路板实物如图1所示。

　　2 基本组成及特点

　　2.1 ES-500 UPS的基本组成

　　ES-500型UPS的工作原理如图2所示。

　　当用户将位于UPS机壳正面板上的按键置于开机状态时,首先是由蓄电池提供12V左右的电压给PWM集成控制器和精密集成电压调节组件提供+5V电压。+5V电源和由蓄电池提供的+13V左右的电源一起作为控制电路及单片机的辅助工作电源。在此条件下,单片机将在完成“初始化”自诊断检查功能后,根据当时所接收到的市电电压检测信号来控制转换开关、充电器、蓄电池直流升压电路和逆变器。

　　当市电供电正常时,在单片机的控制下,位于UPS中的直流升压电路、方波逆变器处于自动关机状态。与此同时,继电器动作,由继电器的常开触点经转换开关送出市电。市电分两路,一路送给负载,另一路送给充电器给蓄电池充电。这时从单片机送到继电器的控制信号迫使继电器处于吸合状态。

　　当市电供电不正常或市电中断时,在单片机的控制下,关闭充电器,启动直流升压电路和逆变器,50Hz的方波电源经继电器开关的常闭触点向负载供电。当UPS处于逆变器供电时,它向负载馈送的是(准)方波电源,而不是正弦波电源。显然,在此情况下,是不允许在用户的负载中出现感性负载的。否则,将烧毁用户的负载设备或烧毁UPS的逆变器。

　　当UPS处于逆变器供电状态时,机内扬声器将以每10s响1次的信号通知用户。此时的UPS依靠蓄电池提供的能量来维持正常工作。随着电池的放电,输出电压将会下降,扬声器报警的间隔时间也会缩短,当电池放电到电池的低限电压值时,扬声器长鸣,逆变器关闭,以防电池过放电,这时负载断电。

　　2.2 ES-500的优缺点

　　(1)增加了UPS开机“自动诊断”检查功能。当用户刚开机启动UPS时,自动执行“自诊断”检测操作。其“自诊断”操作过程可简述如下:在市电供电正常的条件下,当用户将开机键置于开机状态时,会立即见到面板上的绿灯亮。大约10s钟,UPS将从市电供电转为逆变器工作状态,运行约10s钟,以检查UPS中的逆变器和蓄电池工作是否正常。此时,转换开关继电器在PIC单片机的控制下,将UPS的输出端置于由逆变器方波电源供电,通过此方式以检查转换开关继电器工作是否正常、逆变器和蓄电池工作是否正常。如果经检测一切工作均正常,则在逆变器运行10s后,UPS通过转换开关继电器自动执行将逆变器供电转为交流市电供电的切换操作。此后,这台UPS将一直处于由交流电源供电状态。相反,如果“自诊断”检测发现某部分有问题时,扬声器就会以长鸣方式向用户报警,以提醒用户及时进行检修。

　　(2)这种UPS无工频输出变压器,仅使用一块12V的电池,大大减小了整个机器的体积和重量。逆变器采用全桥逆变方式,+12V蓄电池经过直流升压(PWM调制)来满足逆变器220V有效值方波输出所需的直流电压。

　　(3)这种UPS蓄电池充电器采用单端反激变换器,充电电压和电流可以通过单片机来控制。

　　(4)这种UPS的内部充电器,并非按“长延时UPS”设计。所以,不宜通过增加蓄电池容量的办法来延长逆变器的后备工作时间。

　　(5)这种UPS在市电供电时,不能调节输出电压,在一定范围内,负载随市电电压的变化而变化,输出电压精度较差。（游米儿）