UPS抗干扰设计,UPS不间断电源抗干扰抑制

UPS抗干扰设计，UPS不间断电源抗干扰抑制。随着计算机应用的日益普及和全球信息网络化的发展，对高质量供电设备的需求越来越大，UPS不间断电源正是为了满足这种情况而发展起来的电力电子设备。UPS在保证不问断供电的同时，还能提供稳压、稳小频和波形失真度的高质量正弦波电源，目前在计算机网络系统、邮电通信、银行证券、电力系统、工业控制、医疗等领域得到了广泛的应用。下面就说说UPS抗干扰设计，UPS不间断电源抗干扰抑制。

UPS电源形成干扰的条件

(1)承受干扰的客体——受干扰设备；

(2)向外送电磁干扰的干扰源——噪声源；

(3)传递电磁干扰的途径——噪声耦台及辐射。

　　UPS电源抗干扰的基本途径

(1)采用交流稳压器。当电网电压波动范围较大时，应使用交流稳压器。若采用磁饱和式交流稳压器，对来自电源的噪声干扰也有很好的抑制作用。

(2)电源滤波器。交流电源引线上的滤波器可以抑制输入端的瞬态干扰。直流电源的输出也接入电容滤波器，以使输出电压的纹波限制在一定范围内，并能抑制数字信号产生的脉冲干扰。

(3)在要求供电质量很高的特殊情况下，可以采用发电机组或逆变器供电，如采用在线式UPS不间断电源供电。

(4)UPS电源变压器采取屏蔽措施。利用几毫米厚的高导磁材料(如坡莫合金)将变压器严密的屏蔽起来，以减小漏磁通的影响。

(5)在每块印刷电路板的电源与地之间并接去耦电容，即5~10uF的电解电容的一个0.01~0.1uF的电容，这可以消除电源线和地线中的脉冲电流干扰。

(6)采用分立式供电。整个系统不是统一变压、滤波、稳压后供各单元电路使用，而是变压后直接送给各单元电路的整流、滤波、稳压。这样可以有效地消除各单元电路间的电源线、地线间的耦合干扰，又提高了供电质量，增大了散热面积。

(7)分类供电方式。把空调、照明、动力设备分为一类供电方式，把微机及其外设分为一类供电方式，以避免强电设备工作时对微机系统的干扰。

　　UPS不间断电源抗干扰抑制

1、输入、输出传导干扰的抑制

针对传导骚扰，可以从三个方面来考虑：干扰源、传导途径和直接的骚扰抑制。

a.干扰源的消除和降低

在UPS中有整流的AC/DC变换，有SPWM逆变的DC/AC逆变器，有PFC的高频变换电路，有DC/DC变换的回路，这些都是UPS内重要的骚扰源，尤其是其中的变压器、电感、高频电流回路，因此，合理地设计相应变压器和电感的参数、加工工艺和在整机中的布局将可能大幅度降低它们的骚扰强度，合理地设高频电流的PCB、布线也可以改善UPS的骚扰；对于功率变换器中的驱动电路，可以在不影响效率和内阻的情况下加大驱动电阻，增加开关电源的上升、下降沿时间，从而减少电压、电流的高频谐波含量。

b.传导途径的抑制

由于所有的传导干扰只有通过适当的空间和导体途径才可能作用到UPS的输入、输出电源端子，因此，尽量减少传递的途径也是减低UPS不间断电源骚扰的有效方法。例如，将所有的干扰源安装在离输入、输出端子较远的位置，输入、输出的电源线不从干扰源附近走线，在干扰源的进出位置加强抑制处理，通过屏蔽手段将干扰源和其它部分进行空间隔离，电源的输入、输出等分别在整机的相对较远位置等。

c.直接的骚扰抑制：

对于采用上述方法后仍然无法符合标准要求的情况，直接在输入、输出回路采用相应的EMI滤波器件，如电感、高频电容、专用滤波器等将可以再次有效压低UPS整机对外的传导干扰，实践表明，只要适当加大滤波器的相关参数和衰减的DB值，一般都可以将UPS的传导骚扰压低到标准的限值以内。当然，滤波器的安装必须越靠近输入、输出电源端子越好，因为即使是多几厘米长的接线也会增大干扰，插座式的滤波器将是最为理想的选择。另外，在滤波器中的电容或外加的EMI滤波电容最好是无感的，以增强滤波效果。

2、整机辐射干扰的抑制

对于UPS的辐射干扰，主要有两种方法：辐射源的强度抑制和辐射途径的处理。

a.辐射源的抑制：

在UPS中，辐射源的辐射强度抑制方法基本同传导的处理相同，因为干扰源本身即有传导骚扰又有辐射骚扰；另外，对于辐射骚扰，对辐射源采取适当的屏蔽措施将可十分有效地降低辐射干扰的电平和能量。

b.辐射途径的处理：

整机外壳的等电位设计：根据电磁场原理，一个接地良好理想密闭的金属六面壳体的内外电磁场不存在相互干扰，因此UPS的外壳一般应作成金属的，且各个面之间应良好连接，保证为一个等电势体，这样即可十分有效减弱UPS对外的辐射干扰。一般对于电磁兼容要求严格的场合，UPS的壳体不宜采用塑料制作。

c.进出UPS壳体连线的处理：

由于UPS必须有输入、输出电源端子、电池扩展端子等连线进出UPS的外壳，因此这些线的防骚扰处理将十分重要，直接影响到测试的结果能否符合标准要求。一般在这些线上适当地加些高频磁环和高频电容就会有很好的效果。

3、UPS的抗干扰设计

UPS的抗干扰主要体现在控制电路的抗扰性，从电路的性质可分为模拟电路的抗干扰和数字电路的抗干扰两个方面。良好的抗扰性是保证UPS正常运行的条件，因此，在UPS的控制回路的设计初期就必须将控制电路的抗扰性考虑进去，否则，遇到外界骚扰时整套的控制方案将可能全部推翻。

a.模拟电路的抗干扰：

对于功率部分的电路，减短所有的连线、加入假负载、减小功率驱动的回路等都可以有效增强功率电路的抗干扰能力。

b.数字电路的抗干扰：

对于数字控制电路，其抗扰性对UPS的可靠性十分重要，因为目前几乎所有的UPS控制都有采用到数字控制的单片机，抗扰性差的系统将可能导致UPS的停机或损坏。

UPS不间断电源是强电信号与弱电信号交叉的系统，存在着各种各样的干扰。如果系统没有足够强的抗干扰能力，即使总体设计，硬件设计，软件设计都合理也不能完全保证系统很好的工作。实际系统干扰复杂，需要在实践中不断积累经验。只有这样，才能设计更佳的电路。