芯耀
456
UPS（不间断电源）作为现代电力保障设备，广泛应用于对电力稳定性要求很高的数据中心、医疗、工业等行业。在UPS系统中，电流检测是通过对输入/输出电流的实时监测与分析，贯穿UPS从运行到故障响应的全生命周期，本文介绍电流检测如何为UPS提供可靠的安全保障。
UPS是什么？
UPS（Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是一种含有储能装置（通常是蓄电池），以逆变器为主要组成部分的恒压恒频电源设备。
它的核心作用可以概括为两点：
应急使用：在市电突然中断时，能立即为其负载设备（如电脑、服务器、网络设备等）提供纯净、不间断的电能，防止数据丢失和设备损坏。
日常保护：在市电正常时，能过滤市电中的电涌、高压尖脉冲、电压暂降、噪声频率干扰等“电源污染”，改善电源质量，为负载设备提供高质量的电力。
UPS主要种类及其工作原理
根据工作方式和性能的不同，UPS主要分为三类：
| 类型 | 工作原理 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
| 1. 后备式 (Standby / Offline) | -?市电正常时：将市电直接输送给设备，同时给电池充电。 -?市电异常时：迅速切换至电池供电，通过逆变器将直流电转为交流电输出。 |
结构简单、成本低、体积小、效率高、噪音小。 | 切换时间有毫秒级延迟（2-10ms），输出波形多为方波或阶梯波，对负载保护一般。 | 个人电脑、办公电脑、外围设备、非关键性的家用或商用电器的基本保护。 |
| 2. 在线互动式 (Line-Interactive) | -?市电正常时：市电输入经过一个稳压装置（AVR）处理后输出，同时给电池充电。可自动调节电压过高或过低。 -?市电异常时：切换至电池逆变供电。 |
具有稳压功能，对电网适应性强，切换时间短（<4ms），效率较高，成本适中。 | 输出波形在电池模式下可能不是完美正弦波（取决于型号）。 | 小型网络设备、家庭服务器、中小企业服务器、游戏主机等，是性价比很高的选择。 |
| 3. 在线式 (Online / Double Conversion) | -?市电正常时：市电输入先被整流器转换成直流电，一部分给电池充电，另一部分由逆变器再转换成纯净的交流电输出。 -?市电异常时：完全由电池提供直流电给逆变器，输出零中断。 |
提供最高级别的保护：输出零切换时间、输出纯净正弦波、完全隔离市电干扰。 | 结构复杂、成本高、体积大、发热量大、效率相对较低（因为有持续的双转换损耗）。 | 对电力质量要求极高的关键设备：数据中心核心服务器、大型机房、医疗设备、精密仪器、金融交易系统等。 |
简单比喻：
后备式：像是一个“备用轮胎”，平时不用，紧急时顶上。
在线互动式：像是一个“带稳压器的备用轮胎”，平时还能调压，紧急时顶上。
在线式：像是一个“一直在工作的发电机”，无论有无市电，设备用的电都是它重新发出来的，品质最高。
UPS电流检测技术对比?
在UPS系统中，电流检测方法的选择与其工作模式、精度需求及应用场景密切相关。以下是不同UPS类型中电流检测方法的对比分析：
| ?检测方法? | ?适用UPS类型? | ?精度? | ?响应时间? | ?典型场景? |
| 分流电阻 | 后备式、工频机 | ±2% | 毫秒级 | 低成本、小电流监测
2 |
| 霍尔传感器 | 在线互动式、在线式 | ±0.5~±1% | 微秒级 | 高频开关电源、精密负载
6 |
| 电流互感器（CT） | 工频机、电网级UPS | ±1% | 亚毫秒级 | 交流系统隔离测量
2 |
| 集成电流检测芯片 | 中小型在线式UPS | ±1% | 1ms | 便携设备、智能监控
2 |
选型建议?
?后备式UPS：优先选择低成本分流电阻或普通钳形表，满足基本过流保护需求
?在线互动式UPS：采用霍尔传感器（如芯森HK1V H00电流传感器），兼顾隔离性与动态响应
?在线式UPS：需配置高精度TRMS检测模块，支持多通道同步监测与故障预警
通过匹配UPS类型与检测技术，可优化系统可靠性并延长电池寿命，尤其在数据中心、医疗等关键场景中至关重要。
本文仅讨论电流传感器在在线互动式UPS中的应用。
电流传感器在在线式 (Online) UPS 系统中的应用图
上图清晰地展示了HK1V H00系列电流传感器在UPS的三个关键电流监测点上的应用。
电池电流检测- 精确监控电池的充电和放电电流。
输出电流检测- 核心保护功能。实时监测UPS向负载输出的电流。当负载电流超过安全值时，立即触发保护。为逆变器的反馈控制环路提供信号，确保输出纯净、稳定的正弦波电压。
输入电流检测-优化与保护（可选）：监测从电网输入的电流。
国产电流传感器HK1V H00 系列介绍
HK1V H00是芯森电子自主研发的一款基于霍尔原理的开环电流传感器，100%国产，实现国产替代，测量量程从200A至2000A。可应用于：交流变频调速、不间断电源 (UPS)、直流电机驱动的静止式变流器、开关电源 (SMPS)、电焊机电源、电池管理、风能变频器等领域。
产品特性
基于霍尔原理的开环电流传感器
原边和副边之间绝缘
原材料符合UL 94-V0
没有插入损耗
体积小
执行标准:
n IEC 60664-1:2020
n IEC 61800-5-1:2022
n IEC 62109-1:2010
结语：
HK1V H00系列电流传感器在UPS的三个关键电流监测点上应用不仅是实现安全保护（过流、短路）的“哨兵”，更是实现精密控制（逆变输出）和智能管理（电池健康）的“核心参谋”，对于保障中大功率UPS的可靠、高效运行不可或缺。
