科華恒盛本著“自主創新，自有品牌”的發展理念，始終專注UPS研發生產，相繼在漳州、廈門、深圳設立了國內最大的UPS電源研究機構，組建了以自主培養的3名享受國務院特殊津貼的專家為核心的200人研發團隊。公司先后承擔、省部級火炬計劃項目，國家重點新產品計劃，863計劃等項目30余項，參與了40多項國家標準和行業標準的制定，獲得國家專利、軟件著作權等知識產權200余項。
除國家火炬計劃項目，重點新產品計劃外，2008年，科華恒盛自主研發的MW級節能高端UPS技術再獲國家重點支持，即“數字化節能型工業電力優化裝置”被發展和改革委員會列入“國家高技術產業發展項目”。2010年， “數字化節能型工業電力優化裝置產業化”項目經國家發改委批準為“國家高技術產業化示范工程”，此舉標志著我國民族UPS產業自主研發水平和高端產品應用水平均達到一個新的階段，也顯示出科華恒盛在規模和技術上的領先地位 

適用范圍
●  電力直流系統機房     ●  通信直流系統機房    ●  UPS機房

●  免維護的專業設計KELONG蓄電池6-GFM-100科華12V100AH使用壽命

高可靠的專業閥控密封式設計，有效確保電池不漏（滲）液、無酸霧、不腐蝕充電時產生的氣體基本被回收還原成電解液，使用時無需加水、補液和測量電解液比重
●　超長的使用壽命
獨有配方，有效抵抗極板腐蝕；卓越的大電流放電特性，可靠的快速充電性能，優越的深度放電恢復能力，確保電池的使用壽命浮充設計壽命可達6年以上（25℃）
●　極小的自放電電流
優質高純度材料，每月小于4％的自放電電流，減輕客戶電池維護工作
●　極寬的工作溫度范圍
可在-15℃～+40℃的溫度條件下工作.電池內阻小于常規電池.可進行大電流放電
●　合理的安裝和結構設計
采用最新國際化結構設計，安裝方便，易于維護
●　電池充電注意事項
具有穩定標準的充電電壓長時間未使用電池應進行均充調整電池均充至90%以上容量時應進入浮充使電池達到最大容量

科華GFM系列技術參數

 KELONG蓄電池6-GFM-100科華12V100AH使用壽命

★安全可靠性高
采用全自動的安全閥（VRLA），能防止氣體被吸入蓄電池影響其性能，同時也可防止因充電等所產生的氣體造成內壓異常而損壞蓄電池。全密閉蓄電池在正常浮充下不會有電解液及酸霧排出。同時，采用自主專利技術的蓄電池托盤與蓄電池配套使用，確保蓄電池組使用更加安全。

★使用壽命長
在20℃環境下，FM系列小型密封電池浮充壽命可達3～5年，FM固定型密封電池浮充壽命可達8～10年，FML系列電池浮充壽命可達10年，FMH系列電池浮充壽命可達10年，GFM系列電池浮充壽命可達15年。

★自放電率低
采用特種鉛鈣多元合金，對隔板、電解液及各生產工序的雜質進行嚴格控制，在20℃的環境下，KSTAR蓄蓄電池在6個月內不必補充電能即可正常使用。

★導電能力強
采用銅芯鍍銀端子及特別設計，保證極佳電氣性能。

★適應環境能力強
可在-20℃～+50℃的環境溫度下使用，適用于沙漠、高原性氣候�？捎糜诘奶厥怆娫础�

★方向性強
特別隔膜（AGM）牢固吸附電解液使之不流動。電池無論立放或臥放均不會泄露，保證了正常使用。

★綠色無污染
靜音、且無污染物排出。蓄電池房無需用耐酸防腐措施，可與電子儀器等設備同置一室。

電池充電：
一、循環充放使用模式
1、如果設備連接到電源上，充電飽和后就離開電源由電池供電，這種情況下就應當選擇循環充放電方式。
2、循環充電時充電機器提供的最高電壓應有限制：環境溫度在25℃時，2V電池的充電充壓為：2.35-2.45V；4V電池的充電電壓為：4.70-4.90V；6V電池的充電電壓為：7.05-7.35V;8V電池的充電電壓為：9.40V-9.80V;10V電池的充電電壓為：11.75-12.25V;12V電池的充電電壓為：14.1-14.7V。充電最大電流不大于額定容量值的25%A。
3、充電飽和時應立即停止充電，否則電池就會損壞或由于過量充電會容易引起電池外鼓。
4、充放電時，電池不可倒置。
5、循環使用的壽命取決于每次放電的深度，放電深度越大，電池可循環的次數就越少。
二、浮充使用模式
1、如果設備總是與電源連接，且處于充電狀態，只是外電源停止時，由電池供電，這種情況下應當選擇浮充充電模式。
2、電池組每節電池的浮充充電電壓設定范圍應嚴格控制：在環境20℃時，2V電池的浮充電壓為：2.25-2.30V,最大充電電流不大于額定容量值的25%A。
3、浮充使用壽命主要受浮充電壓和環境溫度影響，浮充電壓越高，電池壽命就越短。
三、放電
放電時電池端電壓低于規定的終止電壓或多次過放電，過放電將給蓄電池帶來嚴懲損害，使電池壽命提前終止。

根據上述三項技術成就,就可以得到UPS改革的方法,這個方法其實很簡單,就是在如圖2所示的高頻開關電源的典型電路框圖中,設法在高頻整流器(PFC)與PWM高頻逆變器之間加入一組儲能鋰電池,就可以變成高頻開關電源式UPS,其電路框圖如圖7和圖8所示。

其中圖7所示為專用于分體式電腦的。圖8所示為專用于一體式電腦。因為一般現有的小容量鋰電池組的電壓都比較低,所以必須用Buck DC/DC變換器,使高頻整流器(PFC)的直流輸出電壓與鋰電池組的直流電壓相匹配,以利于鋰電池組充電。由抗*濾波器、高頻整流器(PFC)、Buck變換器組成的電路,由于是高頻開關電源式UPS電路的一個組成部分,其作用主要是與后面的電路共同完成UPS功能,其次才是對鋰電池組充電,所以叫適配器,不叫充電器,一般把它制成獨立電器作為電腦的一個附件使用。

采用高頻開關電源式UPS,對電腦進行自主分散式供電的電力系統如圖9所示,所謂高頻開關電源式UPS對電腦進行自主分散式供電,是指 N 臺電腦采用自身專用的高頻開關電源式UPS,一對一的向電腦供電,都直接接到市電電源上進行工作的一種供電方式。這種供電方式與圖4所示的集中供電方式比較有很多優點。

5 高頻開關電源式UPS及其自主分散式供電的優點

高頻開關電源式UPS,是在高頻開關電源電路中,加入了儲能鋰電池構成的,因此這種UPS既具有UPS功能,也具有高頻開關電源的技術特點。把 N 臺用這種UPS一對一的自身供電的電腦再接入到市電電源上,就構成了自主分散式供電方式。這種UPS及其自主分散式供電方式具有很多優點:

(1)高頻開關電源式UPS的優點

①利用已經成熟的高頻開關電源技術,可以采用價格低廉、開關速度快、損耗小、開關頻率

高的低壓MOSFET管作開關,把ZVS或ZCS軟開關技術應用到UPS中,使UPS的開關頻率可以提高到40～100kHz以上,為UPS進一步的高頻化創造了條件;

②由于這種UPS可以進一步高頻化,所以更有利于把UPS的市電輸入功率因數提高到接近于1,可以更有利于把市電輸入電流的THDi減小到1%以下,使UPS對市電電源的諧波污染減小到接近于零;

③當電腦工作時,高頻開關電源式UPS的負載率大致保持在100%不變,故對它的效率、市電輸入功率因數和市電輸入電流的THDi沒有影響,這就可以使高頻開關電源式UPS的工作效率保持在最高點運行;

④現代電腦本身都具有市電斷電時保護電腦的數據及信息資料不丟失的功能,和不使電腦遭到破壞的保護功能,故對一般家用電腦或不重要場合應用的電腦,可以不用UPS電源供電,只有對重要場合應用的電腦,才用UPS供電。處于這種考慮,可以在電腦機盒上設置一個電池插座,把電池作為一個附件,對不需要UPS供電的用戶可以不提供電池,靈活方便;

⑤高頻開關電源式UPS的生產成本較低,只在高頻開關電源中多一組鋰電池,因此售價較低,一般小型用戶或家庭都買得起。而且這種UPS的體積小,裝在電腦機盒中就可以了,不必另行設置安裝空間;

⑥由于采用的是容量密度大、壽命長、無污染的鋰電池,故可以在任何環境條件下應用,而且

也不需要進行復雜的維護修理。

(2)高頻開關電源式UPS自主分散式供電的優點

①因為電腦使用自身的專用高頻開關電源式UPS一對一供電,所以供電系統的效率就等于高頻開關電源式UPS的效率,而高頻開關電源式UPS的電能沒有重復或多余的變換,故效率較高。

②系統的負載率等于高頻開關電源UPS的負載率,其值接近100%,故系統的負載率對系統效

率、市電輸入功率因數和市電輸入電流的THDi都沒有影響。

③系統的可靠性等于高頻開關電源式UPS的可靠性,不再受集中供電UPS的影響,故可靠性比

圖4所示的集中供電方式要高,而且也不存在“零地電壓”問題。

④沒有了高頻與工頻機型UPS昂貴的投資和維護費。

⑤因為是用自身的專用高頻開關電源式UPS一對一的供電,故不會也不可能使電腦與不需要用UPS供電的其他用電設備混合接在UPS上供電的現象,使UPS的電能利用率為100%,使用方便。

⑥不存在也不可能存在多臺UPS冗余并聯供電的方式,故比圖4所示的集中供電方式的負載率要高。

⑦占地面積比集中供電方式小,沒有鉛酸蓄電池對環境的污染。

⑧每一臺高頻開關電源式UPS,都可以采用光能電池做為家用電腦的UPS應用。光能電池,是一種用光能自動充電的電池,它是用鋁錳單晶硅為原料,利用航空技術瞬間把光能轉換成電能的一種自動充電電池。只需用太陽光照射兩小時或者用燈光照射三小時就可以把電池充滿,不用接市電電源充電,不腐蝕、不流液,可以反復充電80次左右。利用這種電池的UPS白天可以接市電電源上機,在陽光下面邊充電邊上機十分節能環保。一旦市電斷電,電腦仍然可以工作,達到了UPS的效果。光能電池家用電腦用UPS電源的電路,是由圖8所示高頻開關電源式UPS電路的基礎上,把鋰電池換成光能電池構成的,如圖8的中部下方所示。

6 用互動式UPS來延長供電時間

對于某些企業、銀行、醫院、政府或科研部門,為了延長UPS的供電時間,可以選用電路簡單、成本低、效率高的互動式UPS,其電路如圖10所示。它是由一個三相半橋式逆變器構成的、處于熱備用狀態的UPS。當市電正常時,逆變器工作在整流狀態給蓄電池充電,UPS處于熱備用狀態,負載由市電電源供電。當市電中斷時,逆變器工作在逆變狀態,由蓄電池放電繼續向負載供電,此時輸入開關自動斷開以防止UPS向市電反向饋電。

互動式UPS具有如下特點:

①三相半橋式逆變器接在輸出端,處于熱備用狀態;

②輸出能力強,電流峰值系數高,過載能力強;

③市電輸入功率因數和輸入電流的THDi取決于負載;

④UPS的效率可以高達98%;

⑤由于輸入開關具有20～300ms的斷開時間,所以UPS的切換時間不等于零。對于具有高頻開關電源式UPS的電腦或一般電腦來說是沒有影響的。例如一般現代電腦也都有大于1秒的延滯關機保護時間,300ms的切換時間不會使電腦遭到破壞;

⑥電路簡單、成本低,供電可靠性高。

7 結束語

現代高頻UPS和平衡電感式24相自耦變壓器工頻整流器UPS(也包括多脈波自耦變壓整流和U d -PWM控制的工頻整流器UPS)被認為是當代UPS的發展方向。但仔細分析可以發現,這些高頻與工頻機型UPS的構成本身和它們的供電方式都存在著很多缺點,如電能變換次數增加了一倍。開關損耗也成倍增加,運行中負載率低也影響輸入功率因數與變換效率的提高,降低了供電的可靠性,使節能環保的優點不能充分發揮,需要專用的場所與專門的維護人員,價格貴、有污染等,故不是性能最好的UPS。

本文提出的采用高頻開關電源式UPS才是最好的UPS,采用高頻開關電源式UPS及其自主分散式供電方式,才是今后UPS的發展方向。這種供電方式,只是把電腦中的高頻開關電源進行了簡單的改造:加入了一個Buck DC/DC變換器,一個鋰電池組,在電腦生產廠就可以完成。由于結構簡單、造價低、效率高、可靠性高、無污染、不需要專用場所與專用維護人員等優點,所以一般小型用戶或家庭都買得起、用的起。使UPS的應用得到了最大限度的普及,也使電腦的可靠工作得到了進一步提高�？梢灶A計UPS的這個新思路是會得到廣大用戶歡迎的。再過幾年,一般沒有特殊要求的大多數用戶一定都會采用這種價格便宜、可靠性高、不需要專用場地、不需要維護、效率高、無污染、使用方便、可以自主分散式供電的高頻開關電源式UPS，不會再用工頻或高頻機型UPS了。