| 详细介绍： YUASA 汤浅蓄电池 NP系列电池是汤浅公司凭借八十多年的生产经验，加上不断的科研，配合市场的趋向而生产的电池，具有高性能、经济维护省力等特点，符合客户的要求。随着电子科技日新月异的发展，汤浅NP系列免维护阀控式铅酸蓄电池已被更广泛地使用，并得到广大用户的好评。
维护简单
充电时，电池内部产生的氧气大部分被极板吸收还原成电解液，基本没有电解液减少。
持液性高
电解液被吸收于特殊的隔板中，保持不流动状态，所以即使倒下也可使用。（倒下超过90度以上不能使用）
安全性能卓越
由于极端过充电操作失误引起过多的气体可以放出，防止电池的破裂。
自放电极小
用特殊铅酸合金生产板栅，把自放电控制在最小。
寿命长、经济性好
电池的板栅采用耐腐蚀性好的特种铅钙合金，同时采用特殊隔板能保住电解液，再同时用强力压紧正板活性物质，防止脱落，所以是一种寿命长、经济的电池。
内阻小
由于内阻小，大电流放电特性好。
深放电后有优良的恢复能力
万一出现长期放电，只要充分充电，基本不出现容量降低，很快可以恢复。
汤浅蓄电池NP系列特征：
无游离酸，电池可倒放90°安全使用。极低的电解液比
汤浅蓄电池NP系列设计寿命
5年
汤浅蓄电池NP系列规格：
电压(V) 容量(Ah) 参考尺寸(毫米) 参考重量(kg)
长 宽 总高度
NP1-6 6 1.0(20小时率) 51 42.5 54 0.25
NP4-6 6 4.0(20小时率) 70 47 105 0.85
NP10-6 6 10(20小时率) 151 50 97.5 2
NP0.8-12 12 0.8(20小时率) 96 25 61.5 0.35
NP1.2-12 12 1.2(20小时率) 97 47.5 54 0.57
NP2-12 12 2.0(20小时率) 150 20 89 0.7
NP2.3-12 12 2.3(20小时率) 178 34 64 0.94
NP2.6-12 12 2.6(20小时率) 134 67 64 1.12
NP7-12 12 7(20小时率) 151 65 97.5 2.65
NP24-12 12 24(20小时率) 175 166 125 8.65
NP38-12 12 38(20小时率) 197 165 170 13.8
NP65-12 12 65(20小时率) 350 166 174 22.8
NP100-12 12 100(20小时率) 407 172.5 240 35
在建筑、通讯、电力等领域，过电压防护已经成为必不可缺的部分，而UPS(不间断电源)作为供电系统，其过电压防护技术及应用仍然不能得到正确的理解，甚至受到忽视。本文结合实际，针对UPS应用当中的过电压防护需求，提出适当的解决方案。
1.过电压防护概念的变化
当远处发生雷击时，雷电浪涌通过电网或通讯线路传输到设备端，虽然不一定立即损毁设备，也会对设备内部造成累计性损害。另外，随着经济的快速发展，设备遭受来自线路上的其它浪涌*(例如各种动力设备启动运行时对电网所带来的操作过电压现象)的可能性也很高，其对设备的影响可能更大。
因此，再简单直观地认定“没有雷电就不需要过电压防护”，显然是不正确的。可以说，目前的过电压防护工作已经由传统的防雷转向直击雷、雷电电磁脉冲、地电位反击和操作过电压的综合防护。
2.UPS应用中的“防雷”误区
2.1误区之一：“防雷器”只是防雷
在UPS实际应用中，经常会遇到这种情况：明明是晴空万里，感觉不到任何雷电的现象，UPS内置的“防雷器”却损坏了。用户说是UPS机器质量有问题，可UPS本身却仍然可以继续正常工作。
如果附近没有重型的动力设备，要想用“操作过电压”来说服用户，恐怕也不太容易。事实上，国外对此类普通低压配电线路上的各种电压浪涌情况，也有不少统计和报道。例如美国的一则统计表明：在10000小时内，在线间发生的各种电压值浪涌的次数，超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V的就有300余次。
可想而知，根本不需要雷电作用，要让“防雷器”动作或损坏，是完全可能的。
2.1误区之二：廉价“防雷器”也防雷
不少用户出于对相关规定的考虑，要求UPS在较低价格的条件下，也要配置“防雷器”，个别厂家为了“满足”用户要求，随便装个小压敏电阻也称作“有防雷”。事实上，一般小通流容量的压敏电阻只能具备一定的过电压防护作用，如果确实需要防雷，就必须考虑足够的通流容量器件及相关的成本。
3.UPS的过电压防护需求
UPS作为供电系统，必然存在来自多个方面的线路连接，包括市电交流输入、UPS交流输出、通信接口等。严格来说，这三个端口都应设置过电压防护。本文主要讨论交流端口的操作过电压防护问题。UPS的过电压防护包含两重的意义：一方面，来自外部的各种浪涌或电压尖峰对UPS构成一定影响，需要进行防护;另一方面，这些浪涌或电压尖峰有可能透过UPS影响到负载，必要时也需要进行防护。
4.小容量UPS的电源过电压防护特征
配置大型UPS的数据中心或控制中心，其所在的建筑物或机房一般都具备比较完善的整体防雷系统，到达UPS端的过电压残值不高;而小UPS的使用环境则比较差，除了防雷，还要考虑对周边电网上的操作过电压的浪涌冲击防护。
另一方面，大型UPS成本空间较多，防护方案容易实现;而小UPS则成本捉襟见肘，所能采用的防护手段和器件有限。
5.小容量UPS的电源过电压防护方案
过电压防护措施的效果和成本与其器件和方案的选择有着重要的关系。选择较低动作电压和较大通流容量的SPD器件可以降低其残压，但动作电压太低会由于电源的不稳造成SPD器件频繁动作而提前失效，通流容量较大则造成防护成本过高。通常情况下，小容量UPS主要还不是考虑防雷，而是对电源操作过电压的防护。
5.1早期的方案
在早期的设计中，出于成本考虑，小UPS与其他普通电源产品类似，一般是在220Vac输入EMI上采用14D471的氧化锌压敏电阻(MOV)进行过电压防护。
一般的14D471压敏电阻产品，其通流容量大约在6kA(8/20μs，一次)以下，这在电网稳定的地区没有问题，但是在电网不稳定的地区，采用14D471的压敏电阻是比较容易损坏的，这是由于操作过电压浪涌与雷电浪涌相比，幅度虽然较低，但持续时间较长，而且呈周期性，这对于通流容量较小的压敏电阻来说，吸收浪涌的热量连续积累而来不及散发，是非常容易损坏的。
5.2方案的改进
一种方案是增加MOV的通流容量，例如选用20D471、25D471甚至32D471的MOV器件，使通流容量提高到10kA至25KA(8/20μs，一次)左右。这样，既能够承受较长时间或周期性的过电压能量泻放，也能够令线上的残压保持在较低水平。不过，这会使防护成本大大增加(数十倍的增加)。
另一种方案是增加MOV的动作电压，例如选用14D561或14D621等MOV器件，使动作电压从470V提高到560V或620V。这样，在不改变通流容量的情况下，大大减少了MOV的动作机率和泻能时间，而又不增加成本。不过，这会使线上的残压有所提高。
气体放电管(GDT)是一种新型的适合采用的SPD器件，由于其价格也还比较便宜。与MOV相比较，GDT具有如下重要的特点：
A).GDT比之MOV具有较好的重复放电特性，不易损坏。
B).MOV是箝位型元件，而GDT则是短路型元件。一旦GDT动作之后，呈近似短路的低阻状态，其短路动作将可能持续半个周波(10ms)左右，直至过零点时才能中断。因此，气体放电管一般需要与短路保护器件(例如保险丝或断路器等)配合使用。
C).GDT的动作电压精度较MOV要低，通常MOV的动作电压精度为±10%，而GDT的动作电压精度为±20%。
对于户外型UPS，由于雷电浪涌及操作过电压频繁，考虑到短路保护器件的恢复并不方便，一般不宜直接采用气体放电管作过电压防护器件。
5.3组合方案
由于MOV和GDT具有不同的性能特点，其应用也有较大差异。理想的过电压防护器件要求漏电流小、动作响应快、残压低、不易老化等，而现有单一器件并不能完全符合要求。
为了结合两种器件的特点，可以将两种器件进行组合使用，以发挥器件各自所长。
两种器件串联使用的方式，MOV的漏电流比GDT要大，而GDT则不存在该问题;但GDT则存在跟随电流的问题，与MOV串联使用后，MOV对其具有一定的限流作用，并可以及时地中断跟随电流。
在实际应用中，还可以改进，在放电管两端并接电容器。发生电涌时，电容器初始充电状态相当于短路，令MOV率先导通，同时电容器又作为GDT的蓄能元件;电容器充电完毕，GDT导通并形成电容器的放电回路。
为了降低负载端的残压幅度，还需要同时在UPS的输出端加一级SPD，这样就构成了两级SPD防护网络。SPD1作为第一级过电压防护器件，电涌入侵时有较高的残压，而SPD2则作为第二级过电压防护，其残压较低。
工程供电设计中对于一、二类重要负荷需要考虑供电连续性的措施。除了双电源，双回路供电外，还需配有应急电源。应急电源是与电网在电气上独立的各种电源，包括柴油发电机组和蓄电池，其中蓄电池又分为。EPS(Emergen-cyPowerSupply)和UPS(UninterruptablePower
System)。
EPS应急电源是以CPU为核心，加上整流充电模块、逆变放电模块、旁路切换模块和蓄电池组成的智能供电模块，采用电子集成模块化结构的强弱电一体化系统，是一种高科技环保产品。他在紧急的情况下作为重要负荷的第二或第三电源供给，可望替代不少场合的柴油发电机组UPS。采用智能芯片控制，维护简单，自动操作，市电异常时，一般指市电小于187V或高于242V，自动切换，切换时间小于0.5s，可无人值守；采用IGBT逆变桥PWM控制，供电电压稳定，逆变频率稳定，波形好；平时处于睡眠状态(浮充)，逆变桥不工作，电能损耗小，放电效率高。主要适用于电梯、消防、安防、应急照明、医院手术室和实验室等重要场合。传统的EPS采用后备式结构，如图1所示。
当市电正常供电，切换开关Ks接通市电，应急电源处于整流状态，蓄电池浮充，逆变电路不工作。当市电异常时，切换开关接通逆变电路，应急电源进入逆变放电过程，并停止充电；同时，检测蓄电池组端电压，当端电压小于放电终止电压时，蓄电池放电完毕，停止放电。再加上蓄电池组过压、欠压保护；输出交流过压、过流、高温、短路保护等功能就组成了传统EPS应急电源的全部功能。
2新型EPS应急电源
根据传统的EPS应急电源，任何时候充电电路与逆变电路都只有一个电路工作，是一种互斥关系，而且需要配置两套驱动电路，分别驱动整流桥和逆变桥。在结构上有一定的臃肿，控制复杂、功耗大、成本高。充电电路与放电电路都是由IGBT及二极管组成的桥路，他们的驱动电路都是IGBT驱动芯片及其一些外围电路组成，结构完全相同。新型EPS就是把充电、放电两部分电路合为一体，结构简单，控制简易，系统可靠性也相对提高，更重要的是产品成本低，功耗也相对减少一半。PWM整流器是其重要理论依据和出发点。
2.1PWM整流器的特点
PWM整流器采用全控型开关管取代传统的半控型开关管或二极管，以PWM斩控整流取代了相近整流或不控整流，具有以下几大优良性能：
(1)交流侧电流正弦波；
(2)交流侧功率因数可控(如单位功率因数控制)；
(3)电能双向传输；
(4)较快的动态控制响应。
显然，由于电能的双向传输，PWM整流器就已经不是传统意义上的AC／DC变换器了，当PWM整流器从电网吸收电能时，其运行于整流工作状态，作为整流器工作；而当PWM整流器向电网传输电能时，其运行于逆变状态，作为逆变器工作，所以PWM整流器是集整流与逆变于一身的新型变换器。具体工作原理不做详细介绍。
2.2新型EPS工作原理
新型的EPS应急电源工作原理如图2所示：
可以看出，他也是后备式电源。在结构上"充电电路"与"逆变电路"合并为一个整流／逆变电路，即PWM整流器。他能够实现传统的EPS宽／放电的功能，具体的工作过程是这样的：当市电正常时，Ks合并，即市电同时给负载和电池供电，PWM整流器工作于整流状态，蓄电池浮充。当市电异常时，为了防止电能回馈电网，Ks断开，由电池给负载供电，PWM整流器工作于逆变状态，蓄电池放电。同时，检测蓄电池端电压，直到端电压下降到放电终止电压时，即蓄电池放电完毕，自动关闭PWM整流器。应该重新充电才能重新使用。由于PWM整流器能够进行控制功率因数，所以给定电流信号应与电网电压同相(整流)，或者反向(逆变)，实现单位功率因数控制，净化电网，提高效率。
3新型EPS工作过程及仿真
3.1新型EPS工作过程分析
新型EPS的功能应该满足传统EPS的功能和蓄电池的充电要求。这里所说的蓄电池是指阀控铅酸蓄电池。蓄电池理想充电电流是指数下降的。一般情况下，蓄电池的充电过程可分恒流充电，恒压充电和浮充三个过程。当市电异常时，蓄电池放电给负载供电，PWM整流器进入逆变放电状态，即无源逆变过程。
蓄电池在使用过程中，容量是不断下降的，当电池容量衰减至初始值的80％时，进入快速失效期，容量衰减加快，普遍认为容量低于初始值的80%的蓄电池为失效电池。所以电池容量检测是至关重要的。根据PWM整流器能量双向传输的优点，可以采用放电法进行容量检测，并把所放出来的电放回电网，既安全，又高效。具体的过程是这样的：
当系统工作过程转入容量检测过程后，控制放电电流为一恒定负值I*(充电方向为正)。此时，蓄电池作为电源，电网作为负载，PWM整流器工作在有源逆变状态。当电流稳定到给定值I*后，开始计时。同时，循环检测各单节电池电压，有任一个单节电池电压低于规定值时，放电完毕，读取放电时间T。那么电池容量就是I*·T(安时)。当测量完成后，马上对蓄电池进行充电，减少电网突然断电的危险性。
可见，新型EPS的工作过程可分为5种：恒流充电过程、恒压充电过程、浮充过程、无源逆变过程和有源逆变过程。其中恒压充电过程与浮充过程的控制方案是相同的，电压给定值不同；恒流充电过程与有源逆变过程的控制方案也是相同的，他们最大区别是电流给定值相反，大小也不相同；无源逆变过程则是一般的电池逆变过程，只要控制输出电压的频率和幅值。
3.2工作过程仿真分析
根据新型EPS五个工作过程的特点，简要阐述各个过程的控制方案。利用Matlab的Simulink强大的仿真能力，对各个工作过程进行仿真，给出PWM整流器直流侧与交流侧的电压／电流仿真波形图，并进行简单分析。
3.2.1恒压充电与浮充仿真分析
恒压充电与浮充的控制系统采用双环结构，即电流内环和电压外环，电压外环采用PI凋节，使蓄电池的端电压跟踪给定电压值。内环采用P调节，进行电流正弦波和高功率因数控制。
蓄电池在充电过程中，对电网来说，蓄电池是一个负载，高功率闪数控制时，PWM整流器网侧电流跟踪电压信号。从图3和图4中可以看出，蓄电池充电初期，电流幅值较大，当t=0.1s时。电流幅值减少，蓄电池端电压达到稳态值；当蓄电池由恒压充电到浮充电(电压稍降)时，蓄电池有短暂的放电过程，即t=0.25s处电流与电压反相；蓄电池进入浮充状态后，充电电流明显降低。
3.2.2恒流充电与有源逆变仿真分析
恒流充电与有源逆变的控制系统也是由双环结构，内环是电流环(交流)，采用P调节，达到交流侧的电流为正弦波和高功率因数，而外环仍然是电流环(直流)，采用PI调节，控制直流侧的电流跟踪给定信号，实现恒流充电或者有源逆变功能。
图5和图6是40A的恒流充电到40A的有源逆变仿真的电压／电流波形。在恒流充电过程，交流侧电压与电流同相，蓄电池吸收电网能量；在有源逆变过程，交流侧电压与电流反相，蓄电池给电网供电，放电电流基本恒定，可以进行蓄电池容量测量。
3.2.3无源逆变仿真分析
无源逆变即蓄电池给负载供电的过程。跟其他一般逆变控制方法相同，控制输出电压的频率与幅值不变。从图7可以看出，当t=0.2s时，并联一个电阻，模拟负载的扰动，逆变电压的波形基本不变，可见逆变电源有一定的带负载能力，鲁棒性较好。
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