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    三菱FW-S10L-1.0K在线式UPS:1000 VA/800 W零切换无间断供电技术

    发布时间: 2026-01-08  点击次数: 13次
      在半导体产线、医疗影像、金融终端等“零中断”场景,哪怕是 4 ms 的切换时间都可能触发设备复位、数据丢失甚至批次报废。三菱电机推出的 FW-S10L-1.0K 在线式 UPS,凭借“常时逆变器馈电”架构,把切换时间压到“零”,并以 1.0 kVA/800 W 的功率密度、±2 % 的输出稳压精度,为小功率关键负载提供了桌面级“电力安全岛”。本文从拓扑、器件、电池、管理、场景五个维度,拆解其技术细节。
     
      一、拓扑:为什么“双变换在线”才能做到零切换
     
      常时逆变器馈电
     
      FW-S10L 采用经典双变换(AC→DC→AC)拓扑,市电正常时逆变器始终在线,负载 100 % 由逆变器供电;一旦市电掉电,DC 母线直接由电池续能,输出电压无相位跳变、无幅值跌落,实现真正意义上的“零中断”。
     
      高频链 PWM 整流
     
      输入级使用 20 kHz 高频整流+Boost PFC,功率因数 ≥0.95,THDi<5 %,对电网呈现“纯阻性”负载,避免回馈谐波对同级配电的干扰。
     
      同步旁路冗余
     
      当逆变器过温、过载 110 % 或自身故障时,UPS 可在 0 ms 内转旁路,同时保持逆变器与市电锁相同步,确保回流无环流冲击;故障解除后,再零中断切回逆变器,实现“先同步后切换”。
     
      二、器件:把 800 W 装进 155×255×415 mm 的秘诀
     
      三电平 NPC 逆变
     
      三菱自研的 3-Level NPC 模块,把 IGBT 耐压从传统 600 V 降低到 300 V 级,开关损耗下降 30 %,磁件体积缩小 25 %,使整机效率高达 88 %(AC/AC),同容量段体积较上一代下降 35 %。
     
      陶瓷基板+铝散热齿一体化
     
      功率器件直接焊在 0.32 mm Al₂O₃ 陶瓷基板,下方铝挤散热齿翅片间距 1.2 mm,风道高度仅 45 mm,却能把结温控制在 95 ℃ 以下,保证 40 ℃ 环境温度下满载 24 h 连续运行。
     
      小型控制阀式铅酸电池
     
      内置 2×12 V/9 Ah 高功率密度电池,5 年设计寿命(20 ℃),在 700 W 典型负载下可提供 10 min 续航;电池组采用抽屉式快拆,无需工具即可 30 s 热插拔,维护期间负载仍受逆变器保护。
     
      三、电池管理:让 10 min 续航“说到做到”
     
      温度补偿充电
     
      内置 NTC 实时检测环温,20 ℃ 时均充电压 13.65 V/节;温度每升高 1 ℃,电压下调 3 mV,防止夏季浮充失水,实测可将电池寿命延长 18 %。
     
      分阶段容量自学习
     
      每 30 天自动执行一次“浅放电—容量估算—SOC 修正”,精度误差<3 %;当检测到容量低于 70 % 时,面板提前 30 天发出“电池老化”预警,避免“关键时刻掉链子”。
     
      休眠深度节能
     
      负载<10 % 且市电正常时,CPU 自动关闭风扇、降低母线电压,整机功耗从 25 W 降到 8 W;一旦负载跃升到 50 % 以上,逆变器在 2 ms 内恢复全压输出,兼顾节能与快速响应。
     
      四、智能接口:从单机到 IoT 的“一公里”
     
      双物理端口
     
      标配 RS-232C(D-sub 9P)与可插拔端子台,提供 UPS 关机、旁路切换、紧急停止、断路器联锁等 8 组光电隔离 I/O,方便接入 PLC 或 SCADA。
     
      免费 UPS Set 软件
     
      支持 Windows/Linux 图形化监控,可设定电压 100-120 V(1 V 步进)、同步/固定频率模式、电池自检周期;掉电时可自动保存文件并顺序关闭服务器,防止数据丢失。
     
      并联冗余(N+1)就绪
     
      通过选件插槽可升级为“并联板”,最多 3 台共 2.4 kW 冗余并联,当单台故障时负载自动均流到剩余两台,系统可用性提升到 99.999 %,满足小型数据中心 A 级供电要求。
     
      五、典型场景:800 W 级别“关键孤岛”
     
      半导体 AOI 检测机
     
      检测机光源、CCD 与运动控制对电压暂降极度敏感。FW-S10L-1.0K 可在 0 ms 内接管 600 W 负载,避免 1 个节拍(约 3 s)内的图像丢帧,单班次可减少废品 0.3 %,年节省成本 > 5 万元。
     
      医疗 CT/MRI 控制台
     
      医院电网常因大功率影像设备启停出现 20-40 % 电压暂降。UPS 的 ±2 % 稳压精度与正弦波输出,保证控制台 PC 与伺服驱动器无重启;10 min 续航足够完成当前患者扫描并顺序关机。
     
      金融 ATM/VTM 节点
     
      市电闪断时,零切换让工控主板与加密模块持续工作,避免交易中断导致的凭单作废;同时通过 RS-232 向总部上传“停电事件”,实现集中运维。
     
      结语
     
      三菱 FW-S10L-1.0K 用“常时逆变+陶瓷封装+智能电池管理”三板斧,把在线式 UPS 的可靠性、功率密度与可维护性推到了 1 kVA 级别的新高度。对于功率在 300-800 W、对切换时间零容忍的工控、医疗、金融场景,它既是“保险丝”,也是“数据保险箱”,更是迈向 IoT 运维的入口。
     
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