小容量UPS電源如何進行過電壓的防護?
来源:    发布时间: 2019-11-08 03:54   202 次浏览   大小:  16px  14px  12px
UPS的過電壓防護包含兩重的意義:一方面,來自外部的各種浪湧或電壓尖峰對UPS構成必定影響,需求進行防護;另一方面,這些浪湧或電壓尖峰有或许透過UPS影響到負載,必要時也需求進行防護。
 UPS作為供電體系,必定存在來自多個方面的線路連接,包含市電溝通輸入、UPS溝通輸出、通訊介面等。嚴格來說,這三個埠都應設定過電壓防護。



UPS的過電壓防護包含兩重的意義:一方面,來自外部的各種浪湧或電壓尖峰對UPS構成必定影響,需求進行防護;另一方面,這些浪湧或電壓尖峰有或许透過UPS影響到負載,必要時也需求進行防護。



配寘大型UPS的資料中心或控制中心,其所在建築物或機房一般都具備比較完善的全體防雷體系,抵達UPS端的過電壓殘值不高;而小UPS的運用環境則比較差,除了防雷,還要考慮對周邊電網上的操作過電壓的浪湧衝擊防護。



過電壓防護办法的效果和本錢與其器件和計畫的挑選有著重要的聯系。



挑選較低動作電壓和較大通流容量的SPD器件可以降低其殘壓,但動作電壓太低會因為電源的不穩定构成SPD器件頻頻動作而提前失效,通流容量較大則构成防護本錢過高。



通常情况下,小容量UPS首要還不是考慮防雷,而是對電源操作過電壓的防護。



在前期的設計中,出於本錢考慮,小UPS與其他一般電源產品相似,一般是在200Vac輸入EMI上選用14D471的氧化鋅壓敏電阻(MOV)進行過電壓防護。



一般的14D471壓敏電阻產品,其通流容量大約在6kA(8/20μs,一次)以下,這在電網穩定的區域沒有問題,但是在電網不穩定的區域,選用14D471的壓敏電阻是比較簡單損壞的,這是因為操作過電壓浪湧與雷電浪湧比較,起伏儘管較低,但繼續時間較長,而且呈週期性,這關於通流容量較小的壓敏電阻來說,吸收浪湧的熱量連續堆集而來不及發出,是十分簡單損壞的。



一種計畫是增加MOV的通流容量,例如選用20D471、25D471乃至32D471的MOV器件,使通流容量提高到10kA至25kA(8/20μs,一次)左右。這樣,既可以承受較長時間或週期性的過電壓能量瀉放,也可以令線上的殘壓保持在較低水準。不過,這會使防護本錢大大增加(數十倍的增加)。



另一種計畫是增加MOV的動作電壓,例如選用14D561或14D621等MOV器件,使動作電壓從470V提高到560V或620V。這樣,在不改變通流容量的情况下,大大减少了MOV的動作機率和瀉能時間,而又不增加本錢。不過,這會使線上的殘壓有所提高。



氣體放電管(GDT)是一種新式的適合選用的SPD器件,因為其價格也還比較廉價。與MOV比較較,GDT具有如下重要的特色:

(1)GDT比之MOV具有較好的重複放電特性,不易損壞。

(2)MOV是箝比特型元件,而GDT則是短路型元件。一旦GDT動作之後,呈近似短路的低阻狀況,其短路動作將或许繼續半個周波(10ms)左右,直至過零點時才幹中斷。囙此,氣體放電管一般需求與短路維護器件(例如保險或斷路器等)合作運用。

(3)GDT的動作電壓精度MOV要低,通常MOV的動作電壓精度為±10%,而GDT的動作電壓精度為±20%。



關於戶外型UPS,因為雷電浪湧及操作過電壓頻頻,考慮到短路維護器件的恢復並不便利,一般不宜直接選用氣體放電管作過電壓防護器件。



因為MOV和GDT具有不同的效能特色,其應有也有較大差异。抱負的過電壓防護器件要求漏電流小、動作響應快、殘壓低、不易老化等,而現有單一器件並不能彻底符合要求。



在電湧的衝擊下,MOV與GDT器件的殘壓是不同的。



為了結合兩種器件的特色,可以將兩種器件進行組合運用,以發揮器件各自所長。



假设選用兩種器件串聯運用的方法,MOV的漏電流比GDT要大,而GDT則不存在該問題;但GDT則存在跟從電流的問題,與MOV串聯運用後,MOV對其具有必定的限流效果,並可以及時地中斷跟從電流。



在實踐應用中,放電管兩端並接電容器。發生電湧時,電容器初始充電狀況相當於短路,令MOV率先導通,同時電容器又作為GDT的蓄能元件;電容器充電結束,GDT導通並构成電容器的放電回路。



為了降低負載端的殘壓起伏,還需求同時在UPS的輸出端加一級SPD,這樣就構成了兩級SPD防護網絡。SPD1作為第一級過電壓防護器件,電湧侵略時有較高的殘壓,而SPD2則作為第二級過電壓防護,其殘壓較低。