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超级电容在UPS中的应用
时间:2021-05-12  ;浏览:68

                                                 

       

  UPS起作用往往是在掉电或电网电压瞬时塌波的最初几秒到几分钟内起决定作用,需要蓄电池在这段时间提供电能,蓄电池自身的缺点(需定期维护、寿命短)使UPS在运行时需要时刻检测蓄电池的状态。在数据保护的备份系统中,需UPS提供的时间相对很短,而蓄电池的大部分能量没有被应用,如果选择低容量的蓄电池则不具备强大的放电能力。从短时期作用角度考虑,超级电容的优势尤为明显,其输出电流几乎没有延迟地上升到高达数百安培甚至上千安培,而且可以快速地充电,超级电容在很短的时间内就可以实现能量存储,所以在下次电源故障时又可以起作用,尽管超级电容器的储能明显低于蓄电池,仅能维持很短的时间,但是当储能释放时间在1min左右时有无可比拟的优势——具有500000次循环和十年不需要护理,使UPS真正实现免维护。

  不间断电源在工厂的许多重要的地方(如半导体制造业)是不可缺少的,超级电容器在为短时间模式的系统失误的设计中是一个非常理想的器件。即使是很短时间的电源故障——市电的小或大的起伏都会导致联机系统的严重混乱或造成自动装配线路的严重损坏,在医院里如果失误发生在手术室,这样的电源失误可能危及到一个人的生命,超级电容器使能量存储设备(如蓄电池或充电电池)和大容量的电解电容之间得以充备,它的容值中等,使得电源密度介于这两个存储设备之间。这意味着当在很短的时间需要很高功率的UPS的应用的时候超级电容器很适合,它的优势在于较短的时间内(几秒到1min)它具有短时释放极高功率的能力。

  通过在输入输出之间加上一个滤波电路,并把电池连接到电路中,网络交互式UPS可以有效地防止欠电压,但是持续时间较长的过电压仍然会影响到负载,

  在线式UPS是最安全最理想的解决方案,它使负载完全从电网中解脱出来,在线式UPS系统的灵敏对于高度关键负载(如计算机)和负载敏感的制造系统是非常重要的。

   专业UPS系统(如主机制造)要求非常严格,即使非常短暂的中断也会导致整个系统崩溃。实际上对于UNIX系统与工作站可以找到相似的规律,在传送数据到硬盘之前UNIX最先将所有数据存储到它的存储器中,这个重要的数据即使在很短的中断也会丢失。实际上,UNIX系统不像PC那样简单地再启动,这个过程需要很长的时间。

  因此,特殊关键时刻是第一个5s,最关键的损坏或消耗80%,出现在生产制造过程中,从数据丢失到损坏或毁坏都发生在电源故障的前5s。比较普通能量存储设备(如蓄电池、电池组或电容),可以看出它们不是以相同速度释放存储在它们内部的能量,它们有不同的功率和能量密度。

  超级电容器具有低浮充电电流,简单充电,高峰值电流。

  因为浮充电流只有几毫安,非常低,所以,在UPS应用中超级电容器是非常理想的。上述特点使它们非常适用于在线UPS系统。

  在最简单的情况下,超级电容器通过2.5V直流恒压电池充电,并不要求充电电压平稳光滑。通常不需要充电电流的限制。在电源出现故障的时候,超级电容器输出电流在指定时间内几乎没有延迟地上升到400A,由于内阻非常低,它们可以快速地充电,超级电容在很短的时间内就可以实现能量存储,所以在下次电源故障时又可以起作用。

  以后更重要的是保护临界负载,因为不能总是保证电源网络的稳定性,因此对于短路、瞬间击穿或是由开关状态时的大的负载引起的故障,功能强大、相应快速的UPS单元可以阻止这种情况下的主要的损坏。超级电容器在很多系统中扮演着极为重要的角色,它能确保工作寿命、不需要维护而且可靠性最高。根据这些特性得出结论.今天的UPS系统经常以超级电容和蓄电池的结合为基础建立。


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