電視播控中UPS系統的技術要點探討

于海英

摘 要 隨著科技的飛速發展，許多高精密發射機越來越多地被應用于電視發射臺。這些先進的設備對電源供電系統的要求也越來越高，設備中的各種敏感的電子元器件需要持續穩定的電源供電。有些設備在現有公共電力系統存在著許多不穩定的因素條件下使用則會出現工作不穩定、故障率高、壽命縮短等情況。文章就UPS系統在電視播控中的應用及技術要點加以探討。

關鍵詞 UPS系統；蓄電池；穩壓器

中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0136-01

1 簡介

UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。它是具有儲存電能的一種裝置，其主要部件為逆變器的恒壓、恒頻的為負載提供不間斷的電源的裝置。計算機網絡系統、電力電子設備、服務器為其主要電力供應負載。它成為電子商務和互聯網關鍵部件的忠實保護者是基于計算機的輔助設備的角色得到迅速轉變而來的。

UPS分為后背式、在線互動式和在線式三大類。后背式UPS在市電供電正常時，它向負載所提供的電壓為市電電壓稍加穩壓處理過的正弦波電壓，當市電供電不正常時，它向負載提供穩定的方波電源。在線互動式UPS在市電供電正常時，它向負載所提供的也是對市電電壓稍加穩壓處理過的正弦波電壓，僅當市電供電不正常時，才向用戶負載提供逆變的正弦波電源。因此，在市電波動范圍比較大的地區和對供電質量要求比較高的高精密設備應選用電壓穩定度好的在線式UPS。

2 UPS系統工作原理

1）UPS中的直流電是由交流電經整流器轉化而成，其交流電是由直流電經逆變器轉化后輸出，并且與輸入市電同步。靜態旁路電路可選擇旁路輸出或逆變器輸出作為UPS輸出的開關，逆變器關閉時以旁路輸出。旁路開關會選擇逆變器輸出，此種輸出稱為在線式模式輸出。

2）UPS系統的交流電轉化為直流電的過程稱為AC-DC轉換，其過程是經過自耦變壓器的降壓、全波的整流、再經濾波后將電網中的交流電轉換為直流電壓，再將此直流電壓提供給UPS的逆變系統。在進行AC-DC的轉換中，系統的輸入端有電路的軟啟動裝置，將對電網的沖擊起到避開的作用。

3）UPS系統中的直流電轉換為交流電再輸出的過程稱為DC-AC的逆變，通常情況下大功率的全橋式的逆變電路被作為首選，只因其功率大，具有輸出的阻抗小、響應快速的特殊性質。為了使系統更加可靠地、安全的進行工作，采用快速保護短路的技術和高頻限流的調制技術，以保證逆變器在電壓瞬間變化或者被負載沖擊短路時的正常工作狀態。

4）UPS系統的核心部位是控制驅動，主要用來控制整機完成功能。它可完成對正弦脈寬SPWM調制的控制及提供各種開關和顯示驅動信號和檢測、同步保護的功能。動態和靜態雙重電壓的及時反饋，使逆變器的穩定性和動態特性得到了極大的

改善。

3 UPS不間斷電源技術特點

1）UPS系統輸出的功率參數經常會受到負載的功率因數的影響。當其負載為容性負載時，系統的輸出功率顯示正常數值，但當其負載為感性負載時，系統的輸出功率數值會變小，通常只能達到正常功率數值的一半。一般情況下都是計算機作為UPS系統的負載，而開關電源又都是計算機的負載電源，其特點是瞬間功率數值較高。所以當UPS系統的負載是開關電源時，功率因數指標可達到0.8，按照這樣的指標帶動開關電源負載，就有損壞系統的可能。所以在選擇系統的功率時，要考慮其負載的功率參數。

2）通常情況下，UPS系統的負載率達到其額定功率的一半以上時所能顯現的功率最高，而當其系統的負載率達到其額定功率一半以下時，其功率會大幅度的下降。所以當系統處于過于輕載運行時，一旦遇到市電斷電時，如果系統的深度放電保護裝置沒有及時開啟，就會造成蓄電池減少1-2年的使用壽命，嚴重時還可使系統達到報廢的危險。

3）UPS系統中的電源監控軟件可以及時監控和掌握系統的運行狀態，相關的工作人員可以通過記錄分析出市電的穩定性和狀態。而當市電斷電或者電池工作終止時，該軟件又可有自動存儲數據、自動關閉系統的功能。更先進的電源監控軟件系統更具有遠程記錄、定時監控等功能。

4）靜態式的UPS的雛形是后背式UPS電源，其技術較為成熟，應用也較為廣泛。后背式UPS的特點是市電利用率可以達到百分之九十六。電壓的輸出能力也較強，對負載電流波峰因數、浪涌系數、輸出功率因數、過載等因素沒有嚴格的要求。但其電壓的頻率不穩、波形畸變以及對于電網侵入的干擾等問題困擾著后背式UPS系統。

5）具有3個端口的UPS電源被稱為在線互動式UPS電源。就因其具有3個能量流動的端口，在能量的傳遞方面具有很大的優勢。負載的性質決定了輸入功率數值和輸入電流的諧波。其性能特點是市電利用率高，可達98%。輸出端接有變換器，并且處于熱準備狀態。變換器同時具有充電功能，且其充電能力很強。

4 UPS系統的故障與日常維護

1）在對不間斷電源UPS系統進行日常維護時，要仔細閱讀所選型號的用戶手冊中要求做到的安全注意事項。并應隨時記住，只有UPS在切斷了市電電源、切斷了交流旁路電源、切斷了與蓄電池組間的輸入通道、以及切斷了與其他用戶系統相連的輸出通道、放掉儲藏在UPS中高壓濾波電容中的所有電能時，才不存在有致命的高壓電源。

2）要將UPS系統置于恒溫、潔凈的環境中工作。做到定期巡視，及時做好運行工作記錄。檢查維護應做到日檢、周檢、年檢。其中日檢包括檢查各部件的過熱痕跡，檢查顯示控制操作面板上的各項圖形是否處于正常運行狀態，各運行參數是否處于正常值范圍，并檢查是否有故障和報警信息。

周檢包括測量和記錄UPS系統的輸入、輸出電壓，輸入、輸出的線電流及蓄電池的充電電壓等值并與操作控制面板上的數據進行比對，如發現數據差別明顯時，要急時查明原因，并撤掉連接在UPS系統輸出端和用戶負載總線上的負載。

年檢包括清理機器各部件的污垢和灰塵。在年檢中可能要接觸UPS中的高壓部件，此時要求有專業的工作人員進行操作，同時使系統處于完全停機狀態，以保證工作人員的絕對安全。

5 總結

UPS系統作為保護性的電源設備其高效率、高可靠性；數字化、智能化、網絡化必將成為發展方向，為提高電視播控領域的供電質量，保證安全優質播出作出應有的貢獻。

參考文獻

[1]徐斌.UPS電源系統使用與維護[J].有線電視技術，2005（12）.

[2]吳匯平，孫愛華.大功率UPS在電視播控系統中的應用[J].電視技術，1997（01）.endprint