UPS抗干擾設計,UPS不間斷電源抗干擾抑制

來源：存能電氣  日期：2019-08-06 10:12  瀏覽量：次

　　UPS抗干擾設計，UPS不間斷電源抗干擾抑制。隨著計算機應用的日益普及和全球信息網絡化的發展，對高質量供電設備的需求越來越大，UPS不間斷電源正是為了滿足這種情況而發展起來的電力電子設備。UPS在保證不問斷供電的同時，還能提供穩壓、穩小頻和波形失真度的高質量正弦波電源，目前在計算機網絡系統、郵電通信、銀行證券、電力系統、工業控制、醫療等領域得到了廣泛的應用。下面就說說UPS抗干擾設計，UPS不間斷電源抗干擾抑制。

　　UPS電源形成干擾的條件

　　(1)承受干擾的客體——受干擾設備；

　　(2)向外送電磁干擾的干擾源——噪聲源；

　　(3)傳遞電磁干擾的途徑——噪聲耦臺及輻射。

　　UPS電源抗干擾的基本途徑

　　(1)采用交流穩壓器。當電網電壓波動范圍較大時，應使用交流穩壓器。若采用磁飽和式交流穩壓器，對來自電源的噪聲干擾也有很好的抑制作用。

　　(2)電源濾波器。交流電源引線上的濾波器可以抑制輸入端的瞬態干擾。直流電源的輸出也接入電容濾波器，以使輸出電壓的紋波限制在一定范圍內，并能抑制數字信號產生的脈沖干擾。

　　(3)在要求供電質量很高的特殊情況下，可以采用發電機組或逆變器供電，如采用在線式UPS不間斷電源供電。

　　(4)UPS電源變壓器采取屏蔽措施。利用幾毫米厚的高導磁材料(如坡莫合金)將變壓器嚴密的屏蔽起來，以減小漏磁通的影響。

　　(5)在每塊印刷電路板的電源與地之間并接去耦電容，即5~10uF的電解電容的一個0.01~0.1uF的電容，這可以消除電源線和地線中的脈沖電流干擾。

　　(6)采用分立式供電。整個系統不是統一變壓、濾波、穩壓后供各單元電路使用，而是變壓后直接送給各單元電路的整流、濾波、穩壓。這樣可以有效地消除各單元電路間的電源線、地線間的耦合干擾，又提高了供電質量，增大了散熱面積。

　　(7)分類供電方式。把空調、照明、動力設備分為一類供電方式，把微機及其外設分為一類供電方式，以避免強電設備工作時對微機系統的干擾。

　　UPS不間斷電源抗干擾抑制

　　1、輸入、輸出傳導干擾的抑制

　　針對傳導騷擾，可以從三個方面來考慮：干擾源、傳導途徑和直接的騷擾抑制。

　　a.干擾源的消除和降低

　　在UPS中有整流的AC/DC變換，有SPWM逆變的DC/AC逆變器，有PFC的高頻變換電路，有DC/DC變換的回路，這些都是UPS內重要的騷擾源，尤其是其中的變壓器、電感、高頻電流回路，因此，合理地設計相應變壓器和電感的參數、加工工藝和在整機中的布局將可能大幅度降低它們的騷擾強度，合理地設高頻電流的PCB、布線也可以改善UPS的騷擾；對于功率變換器中的驅動電路，可以在不影響效率和內阻的情況下加大驅動電阻，增加開關電源的上升、下降沿時間，從而減少電壓、電流的高頻諧波含量。

　　b.傳導途徑的抑制

　　由于所有的傳導干擾只有通過適當的空間和導體途徑才可能作用到UPS的輸入、輸出電源端子，因此，盡量減少傳遞的途徑也是減低UPS不間斷電源騷擾的有效方法。例如，將所有的干擾源安裝在離輸入、輸出端子較遠的位置，輸入、輸出的電源線不從干擾源附近走線，在干擾源的進出位置加強抑制處理，通過屏蔽手段將干擾源和其它部分進行空間隔離，電源的輸入、輸出等分別在整機的相對較遠位置等。

　　c.直接的騷擾抑制：

　　對于采用上述方法后仍然無法符合標準要求的情況，直接在輸入、輸出回路采用相應的EMI濾波器件，如電感、高頻電容、專用濾波器等將可以再次有效壓低UPS整機對外的傳導干擾，實踐表明，只要適當加大濾波器的相關參數和衰減的DB值，一般都可以將UPS的傳導騷擾壓低到標準的限值以內。當然，濾波器的安裝必須越靠近輸入、輸出電源端子越好，因為即使是多幾厘米長的接線也會增大干擾，插座式的濾波器將是最為理想的選擇。另外，在濾波器中的電容或外加的EMI濾波電容最好是無感的，以增強濾波效果。

　　2、整機輻射干擾的抑制

　　對于UPS的輻射干擾，主要有兩種方法：輻射源的強度抑制和輻射途徑的處理。

　　a.輻射源的抑制：

　　在UPS中，輻射源的輻射強度抑制方法基本同傳導的處理相同，因為干擾源本身即有傳導騷擾又有輻射騷擾；另外，對于輻射騷擾，對輻射源采取適當的屏蔽措施將可十分有效地降低輻射干擾的電平和能量。

　　b.輻射途徑的處理：

　　整機外殼的等電位設計：根據電磁場原理，一個接地良好理想密閉的金屬六面殼體的內外電磁場不存在相互干擾，因此UPS的外殼一般應作成金屬的，且各個面之間應良好連接，保證為一個等電勢體，這樣即可十分有效減弱UPS對外的輻射干擾。一般對于電磁兼容要求嚴格的場合，UPS的殼體不宜采用塑料制作。

　　c.進出UPS殼體連線的處理：

　　由于UPS必須有輸入、輸出電源端子、電池擴展端子等連線進出UPS的外殼，因此這些線的防騷擾處理將十分重要，直接影響到測試的結果能否符合標準要求。一般在這些線上適當地加些高頻磁環和高頻電容就會有很好的效果。

　　3、UPS的抗干擾設計

　　UPS的抗干擾主要體現在控制電路的抗擾性，從電路的性質可分為模擬電路的抗干擾和數字電路的抗干擾兩個方面。良好的抗擾性是保證UPS正常運行的條件，因此，在UPS的控制回路的設計初期就必須將控制電路的抗擾性考慮進去，否則，遇到外界騷擾時整套的控制方案將可能全部推翻。

　　a.模擬電路的抗干擾：

　　對于功率部分的電路，減短所有的連線、加入假負載、減小功率驅動的回路等都可以有效增強功率電路的抗干擾能力。

　　b.數字電路的抗干擾：

　　對于數字控制電路，其抗擾性對UPS的可靠性十分重要，因為目前幾乎所有的UPS控制都有采用到數字控制的單片機，抗擾性差的系統將可能導致UPS的停機或損壞。

　　UPS不間斷電源是強電信號與弱電信號交叉的系統，存在著各種各樣的干擾。如果系統沒有足夠強的抗干擾能力，即使總體設計，硬件設計，軟件設計都合理也不能完全保證系統很好的工作。實際系統干擾復雜，需要在實踐中不斷積累經驗。只有這樣，才能設計更佳的電路。