市场上流行的UPS电源主要有哪3大类？

在通讯及PC应用无处不在的今天，UPS电源也得到了大量的应用。所谓UPS(Uninterruptible Power System)，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给计算机、计算机网络系统或精密仪器提供不间断且高质量的电力供应。

目前市场上流行的UPS主要有3类：后备式、在线式和线上交错式。

 

 

图1：后备式UPS运作框图

后备式又称为非在线式不间断电源(Off-Line UPS)，它只是“备援”性质的UPS，市电直接供电给用电设备也为电池充电(Normal Mode)，一旦市电供电品质不稳或停电了，市电的回路会自动切断，电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务(Battery Mode)，直到市电恢复正常，“UPS只有在市电停电了才会介入供电”，不过从直流电转换的交流电是方波，只限于供电给电容型负载，如电脑和监视器。

 

 

图2：在线式UPS运作框图

在线式UPS(On-Line UPS)的运作模式为“市电和用电设备是隔离的，市电不会直接供电给用电设备”，而是到了UPS就被转换成直流电，再兵分两路，一路为电池充电，另一路则转回交流电，供电给用电设备;市电供电品质不稳或停电时，电池从充电转为供电，直到市电恢复正常才转回充电，“UPS在用电的整个过程是全程介入的”。

 

 

图3：在线互动式UPS运作框图

在线互动式(Line-Interactive UPS)，基本运作方式和离线 式一样，不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电，但随时都在监视市电的供电状况，本身具备升压和减压补偿电路，在市电的供电状况不理想时，即时校正，减少不必要的“Battery Mode”切换，延长电池寿命。

如上所述，无论是哪一类UPS，都会有逆变的环节，而逆变可分为：推挽式、半桥式、全桥式。下面以全桥式逆变来说明。

 

 

图4：全桥式逆变电路

在实际应用中，对于MOS管等的驱动，既需要很好的驱动能力，又对隔离有需求。而世强代理的Silicon Labs，作为业内著名的精密混合信号供应商，它推出的SI823X就可以很好地解决这个问题。关于SI823X物料更多的资讯方案可以在世强元件电商平台上下载。

 

 

图5：世强SI823X器件内部模块框图

世强代理的Si823x 驱动器采用 Silicon Labs 自主研发的硅隔离技术，提供符合 UL1577的 5 kVRMS 耐受电压以及 60 ns 快速传送时间。驱动器输出可连接到相同或独立的地线进行接地，或者连接到正或负电压。单个控制输入(Si8230/2/3/5/6) 或 PWM 输入 (Si8231/4) 配置提供滞后 >400 mV 的 TTL 级兼容输入。高度的集成、低传送延时、较小的外形及其灵活性和成本效益性使得 Si823x 系列非常适合 MOSFET/IGBT 门驱动器隔离应用。

因此，在逆变电路的应用中，世强SI823X不仅实现了隔离功能、驱动功能，还可以实现PWM输入、互补输出功能。另外，它还具备多个保护功能。具体有如下特点：

n 一个封装内集成了两个完全隔离的驱动器;

n 最高 5 kVRMS 输入到输出隔离;

n 最高 1500 VDC 峰值驱动器到驱动器差分电压;

n HS/LS 和双驱动器版本;

n 最高 8 MHz 切换频率;

n 0.5 A 峰值输出 (Si8230/1/2);

n 4.0 A 峰值输出 (Si8233/4/5/6);

n 60 ns 最大传送延时;

n 独立 HS 和 LS 输入或 PWM 输入版本;

n 瞬态抑制 >30 kV/μs;

n 重叠保护和可编程死区时间;

n 工作温度范围：–40 至 +125 °C;

n 通过UL/VDE/CSA 认证;

n 符合RoHS标准。