商品簡介
本書在編寫過程中力爭做到注重內容的先進性與實用性，理論聯系實際，圖文並茂、通俗易懂，便於教學與自學。本書即可作為UPS維護與管理人員的參考圖書，也可作為高等學校電氣工程及其自動化、通信工程、工業自動化、機電一體化等相關專業的專業課教材。
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2.對常見品牌的UPS電源做了實例剖析，使讀者可掌握典型UPS的技術參數與基本結構、電路工作原理及常見故障檢修。
序
隨著信息技術的不斷發展和計算機的日益普及，一般的高新技術產品和設備對供電質量提出了越來越嚴格的要求。如計算機、工業自動化過程控制系統、醫用控制系統、數據通信處理系統、航空管理系統和精密測量系統等均要求交流電網對其提供穩壓、穩頻、無浪涌和無尖鋒幹擾的優質交流電。這是因為當供電的突然中斷或供電質量嚴重超出設備（系統）的標準要求時，輕者造成數據丟失、系統運行異常和生產不合格產品，重者則會造成系統癱瘓或造成難以估量的損失。然而普通電網供電時，因受自然界的風、雨、雷電等自然災害的影響以及受某些用戶負載、人為因素或其他意外事故的影響，勢必造成所提供的交流電不能完全滿足負載要求。為了保證負載供電的連續性，為負載提供符合要求的優質電源，滿足一些重要負載對供電電源提出的嚴格要求，從20世紀60年代開始出現了一種新型的交流不間斷電源系統（UPS——uninterruptible power system/uninterruptible power supply），與那些昂貴的設備相比，配置UPS的費用相對較低，為保護關鍵設備配置UPS是非常值得的。尤其是近年來，UPS技術得到了迅速發展，在通信、電力、軍工、航空、航天和現代化辦公等領域已成為必不可少的電源設備。
UPS是一種涉及數字與模擬電路、電力電子電路、化學電源、數字通信以及計算機控制技術等多學科的技術密集型電子產品。本書共分為10章來討論UPS電源技術及應用。第1章介紹了UPS的功能、性能指標、基本結構形式及其發展趨勢；第2章至第5章討論了UPS常用電力電子器件、功率變換電路、控制技術以及UPS其他主要電路；第6章介紹了蓄電池及其管理系統；第7章介紹了UPS的選型、安裝、使用與維護；第8章至第10章進行了典型UPS實例剖析。UPS的生產廠家及其品牌很多，UPS實例剖析部分本著按類選取的原則，既有小功率UPS，又有中、大型UPS；既有後備式UPS，又有在線式UPS。這些實例是從編者維修和教學實踐過程中接觸較多的UPS產品中選取的，通過UPS實例剖析，讀者可掌握典型UPS的技術參數與基本結構、電路工作原理及常見故障檢修方法。
本書由薛競翔（中電萊斯信息系統有限公司）主編，郭彥申、楊貴恒、張穎超和黃徐祎副主編，參加編寫的還有李琳駿、從明、胡翊珊、向成宣、張紅濤、劉桃生、何養育、鄭真福、張飛、李龍、宋思洪、劉鵬、龔利紅、曹均燦、張瑞偉、阮喻、鐘進、甘劍鋒、文武松、聶金銅、詹天文、張遷、陳美伊、遊家興、孫翔、成春晟、時良振和戴中曄等。另外，在本書編寫過程中，陳四雄、張黎鴻（科華恒盛股份有限公司），魯衛東、鄭鐘鵬（深圳科士達科技股份有限公司）、樓志強（雙登集團股份有限公司）、吳蘭珍、李光蘭、溫中珍、楊楚渝、溫廷文、楊勝、楊沙沙、楊洪、汪二亮、楊蕾、鄧紅梅、楊昆明和楊新等提供了大量的產品資料並參與了部分文字整理工作，在此表示衷心的感謝！
由於UPS涉及的知識面廣，相關技術發展迅猛，再加之編者的水平和經驗有限，書中難免存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
編者
2021年
目次
1.1UPS的定義與作用1
1.1.1UPS的定義1
1.1.2UPS的作用1
1.2UPS的分類3
1.2.1後備式UPS3
1.2.2在線式UPS4
1.2.3互動式UPS6
1.3UPS的性能指標7
1.3.1輸入指標7
1.3.2輸出指標8
1.3.3電池指標10
1.3.4其他指標11
1.4UPS的發展趨勢14
1.4.1高頻化14
1.4.2綠色化15
1.4.3智能化15
習題與思考題16
第2章 常用電力電子器件17
2.1電力二極管18
2.1.1工作原理18
2.1.2伏安特性19
2.1.3主要參數19
2.1.4主要類型20
2.1.5檢測方法21
2.2晶閘管22
2.2.1工作原理22
2.2.2伏安特性23
2.2.3主要參數24
2.2.4派生器件25
2.2.5檢測方法27
2.2.6觸發電路28
2.3功率場效應晶體管42
2.3.1工作原理42
2.3.2主要特性44
2.3.3主要參數45
2.3.4檢測方法46
2.3.5驅動電路47
2.3.6保護電路54
2.4絕緣柵雙極晶體管55
2.4.1工作原理55
2.4.2基本特性56
2.4.3擎住效應58
2.4.4主要參數58
2.4.5安全工作區59
2.4.6檢測方法60
2.4.7驅動電路60
2.4.8保護電路62
2.5智能功率模塊63
2.5.1基本原理64
2.5.2主要類型65
2.5.3技術參數65
2.6寬禁帶半導體功率器件67
2.6.1基本原理67
2.6.2主要類型69
2.6.3SiC寬禁帶半導體功率器件69
2.6.4GaN寬禁帶半導體功率器件70
習題與思考題71
第3章 常用功率變換電路72
3.1整流電路72
3.1.1單相整流電路72
3.1.2三相整流電路77
3.1.3同步整流電路79
3.2直流變換電路84
3.2.1非隔離型變換電路84
3.2.2單端直流變換電路94
3.2.3雙端直流變換電路102
3.3逆變電路111
3.3.1單相逆變電路112
3.3.2三相逆變電路114
3.3.3新型逆變電路119
習題與思考題125
第4章 UPS控制技術126
4.1逆變脈寬調制技術126
4.1.1單脈衝PWM126
4.1.2多脈衝PWM128
4.1.3正弦脈衝PWM128
4.1.4空間電壓矢量PWM133
4.2UPS逆變器控制技術136
4.2.1單相逆變控制技術136
4.2.2三相逆變控制技術138
4.2.3同步鎖相控制技術138
4.3UPS並聯冗餘技術144
4.3.1UPS並聯冗餘基本原理144
4.3.2UPS並聯冗餘控制策略147
4.3.3UPS並聯均流控制方法150
習題與思考題153
第5章 UPS其他主要電路154
5.1功率因數校正電路154
5.1.1功率因數的定義154
5.1.2功率因數校正方法155
5.1.3典型功率因數校正電路157
5.2轉換開關162
5.2.1轉換開關的安全轉換條件162
5.2.2轉換開關的種類163
5.2.3檢測與控制電路163
5.3保護電路166
5.3.1過流保護電路166
5.3.2過、欠壓保護電路167
5.3.3過溫保護電路170
5.3.4蓄電池過壓、欠壓保護171
5.4輔助電源173
5.4.1串聯線性調整型穩壓電源173
5.4.2小功率開關穩壓電源174
習題與思考題177
第6章 蓄電池及其管理系統179
6.1鉛蓄電池技術基礎179
6.1.1鉛蓄電池基本結構179
6.1.2鉛蓄電池工作原理181
6.1.3閥控鉛蓄電池密封原理184
6.1.4主要技術指標與性能185
6.1.5充電控制技術186
6.1.6放電控制技術189
6.2鉛蓄電池常見失效模式190
6.2.1硫化191
6.2.2失水193
6.2.3正極板柵腐蝕194
6.2.4內部短路195
6.2.5熱失控195
6.2.6早期容量損失196
6.2.7負極板柵及匯流排腐蝕197
6.2.8引起失效模式的因素197
6.3鉛蓄電池使用與維護198
6.3.1電池的安裝198
6.3.2日常維護198
6.3.3剩餘容量的測量201
6.4蓄電池充電電路202
6.4.1恒壓式充電電路202
6.4.2先恒流後恒壓式充電電路203
6.4.3采用智能芯片的充電控制器210
6.5鋰離子電池214
6.5.1分類與命名214
6.5.2結構與工作原理216
6.5.3基本性能218
6.5.4使用與維護219
6.6鋰離子電池管理系統220
6.6.1MCU控制電路220
6.6.2電壓采集電路221
6.6.3電流采樣電路223
6.6.4溫度采樣電路224
6.6.5充放電MOSFET控制電路224
6.6.6電源電路225
6.6.7RS232和RS485接口電路226
6.6.8均衡電路227
習題與思考題228
第7章 UPS選型、安裝、使用與維護230
7.1UPS的選型與安裝230
7.1.1UPS的選型230
7.1.2UPS的安裝231
7.2UPS的使用238
7.2.1UPS使用方法238
7.2.2UPS應用技巧239
7.2.3UPS日常維護240
7.3UPS故障分析241
7.3.1故障檢修方法241
7.3.2UPS常見故障243
7.3.3UPS人為故障245
習題與思考題247
第8章 科華UPS實例剖析248
8.1科華KR11系列小型UPS248
8.1.1性能參數248
8.1.2技術特點249
8.1.3工作原理250
8.1.4使用維護252
8.2科華KR33系列中型UPS253
8.2.1性能參數254
8.2.2技術特點255
8.2.3工作原理255
8.2.4運行模式256
8.3科華KR33系列大型UPS257
8.3.1性能參數257
8.3.2技術特點258
8.3.3工作原理260
8.3.4運行模式263
8.3.5常見故障263
8.3.6故障實例263
8.4科華FR-UK33系列大型UPS264
8.4.1性能參數264
8.4.2技術特點266
8.4.3工作原理267
8.4.4運行模式270
8.4.5故障實例270
8.5科華MR系列模塊化UPS270
8.5.1技術特點270
8.5.2工作原理272
8.5.3常見故障273
習題與思考題274
第9章 科士達UPS實例剖析275
9.1YDC系列塔式UPS275
9.1.1性能參數275
9.1.2技術特點276
9.1.3工作原理277
9.1.4運行模式278
9.1.5常見故障281
9.2YMK-T系列塔式UPS281
9.2.1性能參數281
9.2.2技術特點282
9.2.3工作原理283
9.2.4運行模式284
9.2.5常見故障284
9.3YMK系列模塊化UPS285
9.3.1性能參數285
9.3.2技術特點287
9.3.3工作原理287
9.3.4運行模式289
9.3.5常見故障291
習題與思考題292
第10章 其他品牌UPS實例剖析293
10.1山特TG系列UPS293
10.1.1技術參數293
10.1.2工作原理294
10.1.3常見故障301
10.2山特M2052L UPS302
10.2.1技術參數302
10.2.2工作原理302
10.2.3常見故障318
10.3TDY-3kV·A機架式UPS319
10.3.1基本工作原理319
10.3.2功率主電路321
10.3.3控制單元電路324
10.3.4其他主要電路327
10.4CASTLE-C10KS UPS332
10.4.1系統簡介332
10.4.2基本結構334
10.4.3操作使用335
10.4.4工作原理341
10.4.5維護維修345
習題與思考題353
參考文獻355
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