南宁奥特多蓄电池总代理

 奥特多蓄电池电信机房除了以直流(DC)48V用电设备为主外，还有交流(AC)220V用电设备，而就这些设备由逆变器供电好还是由UPS供电好这个问

题，长期存在不同的意见，实践中也确实存在两种供电方案均被用户采用的情况。为此将两种供电方式进行比较，从而为电信用户的

选择提供一些依据。

1.UPS与逆变器的区别

(l)UPS供电优点。

l)UPS作为一个完整独立的电源系统，包括整流器、充电器、逆变器、静态旁路开关、手动维修旁路开关及蓄电池组。可工作在市

电状态下由逆变器向负载供电。为负载提供纯净的正弦波电源，可靠性高;由于在线式UPS采用AC/DC和DC/AC型双变换调控技术，它的

逆变器所输出的是与市电网完全隔离的纯净正弦波电源，目前已有在这种UPS的输入端配置防雷击抗瞬态浪涌抑制器的产品(抗浪涌抑
奥特多蓄电池

制能力符合IEC801-5，LEVEL3标准，能抵御4kV/kA级的瞬态浪涌冲击)，因此，这种在线式UPS完全可以确保用户的负载得以安全可靠

地运行。如果将输出功率相同的48V逆变器电源(它的逆变器的直流输入电压仅为54V)与在线式UPS中的逆变器相比，在线式UPS中的

IGBT处于高压小电流工作状态，而48V逆变器电源功率管工作在低压大电流状态。目前在UPS中所采用的IGBT的耐压强度为600V，所以

在240V直流电压下工作仍是很安全的。这就奠定了在线式UPS逆变器的可靠性远高于48V逆变器电源的工作基础。

2)可降低用户的运行成本。在电信机房内采用48V逆变器电源将220V市电转变成48V通信电源的效率一般仅为70%左右，用户仅能使

用70%左右的有效电能，这样带来的缺点是系统发热量增加和日常运行电费增大。相比之下，如果采用在线式UPS可大大降低用户的运

行成本。UPS电力变换效率高，大大节约了运行费用。AC380V/DC360V整流效率为98%左右;DC360V/AC220V逆变效率为92%左右，所以

AC/AC总效率为90%左右。

3)在电源系统配置上，采用UPS的冗余并联技术配置的系统可靠性高于采用48V逆变器电源的可靠性。

4)UPS配有功能强大的电源监测软件;在线式UPS所配置的电源监控软件，能相当容易地在WINOOWsNT、WINOOWs3.1、WINOOWs95/98

、Novell、UNIX等操作系统中运行。在此系统中，用户在PC、工作站或网络管理平台上，可得到如下信息或执行如下操作。

a)观察UPS的实时运行参数、UPS运行状态(市电输入、旁路输入、蓄电池供电)。

b)蓄电池的充放电实时参数。

c)UPS切换及切换时间。

d)UPS配电回路的分断操作。

e)UPS故障报警参数，可以自动有序地关闭用户的操作系统。

f)UPS可直接对一定容量的蓄电池组进行充电，并对蓄电池的状况进行监测。

相比之下，48V逆变器电源监测软件性能较差。UPS具有成熟的监控技术，为集中监控及远程监控提供方便条件。

5)UPS输入供电为小电流、高电压，比48V逆变器的低电压、大电流供电传输更为方便。

6)UPS没有"反灌杂音"干扰。由于48V逆变器电源与程控机房所用的直流通信电源共用一条直流母线汇流排和一组48V蓄电池组，逆

变器电源又是采用高频脉宽调制(20~4OkHz)工作方式，将大大影响程控交换机的通话品质，增大数据通信的误码率，形成各种难以对

付的杂音干扰。相反，对于在线式UPS来说，由于它的逆变器输入直流母线和外接蓄电池组均与用户原有的48V通信电源没有任何直接

的电气连接，自然就不能存在"反灌杂音"干扰问题，对提高通信质量是相当有利的。

蓄电池的定期(如每个季度)检查项目有：

(1)逐个检查蓄电池的清洁度、极柱状况、外壳损坏或过热痕迹、连线接头牢固程度，防止由于蓄电池充放电过程中的温度变化导致连线接头处松动或接触电阻过大。

(2)检查蓄电池外壳和极柱温度。

(3)检查外壳、极柱周围是否有渗液。

(4)测量蓄电池组和每个蓄电池单体的浮充电压。

(5)检查蓄电池组的浮充电流。

(6)检查每个蓄电池单体的端电压和内阻，若蓄电池单体的端电压低于其最低临界电压或蓄电池单体的内阻大于额定值时，应及时对蓄电池单体进行均衡充电，或直接更换整个蓄电池组。蓄电池端电压的测量不能在浮充状态下测量，应在放电状态下测量。浮充状态下测量蓄电池端电压，由于外加电压的存在，测量出的蓄电池端电压不准确。

充电终止——

有两种典型的充电终止方法：采用最小充电电流判断或采用定时器（或者两者的结合）。最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流，并在充电电流减小到0.02C至0.07C范围时终止充电。第二种方法从恒压充电阶段开始时计时，持续充电两个小时后终止充电过程。

上述四阶段的充电法完成对完全放电电池的充电约需要2.5至3小时。高级充电器还采用了更多安全措施。例如如果电池温度超出指定窗口（通常为0℃至45℃），那么充电会暂停。
镍镉电池充电电路涓流充电锂电池充电电路

二、锂电池与镍镉电池

1、锂离子电池及充电器

锂电池轻薄短小且容量大，其阳极为石墨晶体，阴极通常为二氧化钴锂，在充放电反应中，锂永远以离子形态出现，所以这种电池称为锂离子电池。锂离子电池与镍氢镍镉电池相比有以下优点：1、单体电池工作电压为3.6V，是镍镉电池的三倍；2、在容量相同的情况下，体积可减小30%，重量可降低50%；3、寿命可达1200次以上；4、允许工作温度范围（-20℃~+60℃）很宽，可大电流快速充电。

单体锂离子电池的充电电压必须严格保持在4.1V±50mV，若超过4.5V，可造成永久性破坏。其放电电压不得低于2.2V，否则也会造成永久性破坏。最简单的锂离子电池充电器电路图如上图所示。该充电器中，采用了锂离子电池充电控制器LM3420，可对两只串联锂离子电池组充电。当电池组电压低于8.4V时，LM3420输出端（OUT）无输出电流，晶体三极管VT2截止，因此，电压可调稳压器LM317输出恒定电流，其值为1.25V/R。LM317额定输出电流为1.5A，若需要更大的充电电流，可选用LM350或LM338。充电过程中，电池电压不断上升。电池电压被LM3420的输入脚（NI）检测，当电池电压升到8.4V时，LM3420开始输出电流，使VT2开始控制LM317的输出电压，充电器转入恒压充电过程，电池电压稳定在8.4V，充电器转入恒压充电过程，电池电压稳定在8.4V，此后充电电流开始减小，充足电后，充电电流下降到涓流充电。当输入电压中断后，晶体三极管VT1截止，电池组与LM3420断开。二极管VD可避免电池通过LM317放电。

2、全自动镉镍电池充电器

镍镉电池正极板上的活性物质由 氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的 扩散性，防止结块，并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板 隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。

本充电器电路采用折点电压法对镉镍电池进行充电。当电池充足电时，充电电流将自动减至8mA，同时用发光管指示充电结束，并给电池提供涓细电流，维持电量。因而不会产生过充及欠充现象，从而延长了镍镉电池的使用寿命，如图。

图中，VD3为充电指示，VD4为充电结束指示。充电部分采用三端稳压块μA7806组成恒流源充电电路。充电电流I=（6V/R1）+IVD6=（6V/R1）+8mA。适当选取R1可以得到合适的充电电流。

控制部分采用单向晶闸管VS。当电池充足时，电池两端的电压上升至一固定值（单只1.4~1.55V），导致晶闸管VS导通使VD6发光，且VT2随之饱和导通导致VT1五偏置电流而截止。这是电池的充电电流只剩下流过VD5的三端稳压块的静态电流，月8mA左右，因而电池不会被过充。

调试：用充足的镉镍电池代替代充电池，仔细调节RP使VD6刚好点亮，测充电电流为8mA即可。
镍镉电池充电电路涓流充电锂电池充电电路

应尽量避免蓄电池长期处于浮充状态而不放电，适当的放电有助于激活蓄电池。对于市电长期稳定不停电的情况，UPS会长期处于浮充状态而没有放电过程，容易造成蓄电池失效报废，应定期(如每个季度)人为中断市电输入一次，让UPS带负载放电一次，使蓄电池运行在放电状态，用以激活蓄电池，但应将蓄电池放电容量控制在额定容量的30%-50%之间，而且要及时再充电，这样有利于延长蓄电池的使用寿命，也有利于保证蓄电池实际使用容量接近于蓄电池标称容量。

蓄电池的使用寿命与其被放电的深度和深度放电的频次密切相关，应该避免蓄电池经常性被深度放电。蓄电池被深度放电后，再充电至额定容量一般需要12小时以上，若不及时长时间地充电，将会降低蓄电池容量，也会缩短蓄电池使用寿命，所以对蓄电池进行深度放电后，应及时进行较长时间的连续充电(48小时以上)，使蓄电池处于容量充足状态，避免由于蓄电池能量耗竭而引起故障。

从2004年10月开始使用，得益于我们对UPS及其蓄电池组所做的科学有效的技术维护，我台电视播控机房主备两台UPS工作一直稳定正常，只是在2010年2月更换了两组蓄电池和一块充电电路板。

5.UPS的测试

测试UPS的目的主要是鉴定UPS的实际性能指标能否满足使用要求，UPS的测试内容分为稳态测试和动态测试两大类。

5.1稳态测试

稳态测试是在0%额定负载(空载)、50%额定负载(半载)以及100%额定负载(满载)条件下，测试输入、输出端的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、输出电压波形、失真度及输出电压的频率等参数。

5.2动态测试

动态测试包括：(1)突加或突减负载测试：是在负载突变时，一般选择负载由额定负载的0%到100%和由额定负载的l00%到0%，测试UPS输出电压波形的变化，以检验UPS的动态特性和反馈回路。(2)转换特性测试：测试由UPS逆变器供电转换到市电供电、或由市电供电转换到UPS逆变器供电时的转换特性。(3)过载测试：过载测试时必须按照UPS标称性能指标进行测试。

6.结语

从2004年10月至今，我台电视播控系统经历了从模拟播控系统到数字化播控系统的升级换代，而电视播控机房配置的主备两台40KVA在线式UPS也已经正常稳定工作了6年之久，为我台4套自办电视节目安全优质播出和传输持续地提供了稳定的供电保障，同时我台电视播控机房UPS的使用、维护和管理人员也积累了不少工作经验。

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