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三菱FW-S10L-1.0K在線式UPS：1000 VA/800 W零切換無間斷供電技術(shù)

發(fā)布時間： 2026-01-08　　點擊次數(shù)： 78次

　　在半導(dǎo)體產(chǎn)線、醫(yī)療影像、金融終端等“零中斷”場景，哪怕是 4 ms 的切換時間都可能觸發(fā)設(shè)備復(fù)位、數(shù)據(jù)丟失甚至批次報廢。三菱電機推出的 FW-S10L-1.0K 在線式 UPS，憑借“常時逆變器饋電”架構(gòu)，把切換時間壓到“零”，并以 1.0 kVA/800 W 的功率密度、±2 % 的輸出穩(wěn)壓精度，為小功率關(guān)鍵負載提供了桌面級“電力安全島”。本文從拓撲、器件、電池、管理、場景五個維度，拆解其技術(shù)細節(jié)。

　　一、拓撲：為什么“雙變換在線”才能做到零切換

　　常時逆變器饋電

　　FW-S10L 采用經(jīng)典雙變換(AC→DC→AC)拓撲，市電正常時逆變器始終在線，負載 100 % 由逆變器供電；一旦市電掉電，DC 母線直接由電池續(xù)能，輸出電壓無相位跳變、無幅值跌落，實現(xiàn)真正意義上的“零中斷”。

　　高頻鏈 PWM 整流

　　輸入級使用 20 kHz 高頻整流+Boost PFC，功率因數(shù) ≥0.95，THDi<5 %，對電網(wǎng)呈現(xiàn)“純阻性”負載，避免回饋諧波對同級配電的干擾。

　　同步旁路冗余

　　當(dāng)逆變器過溫、過載 110 % 或自身故障時，UPS 可在 0 ms 內(nèi)轉(zhuǎn)旁路，同時保持逆變器與市電鎖相同步，確保回流無環(huán)流沖擊；故障解除后，再零中斷切回逆變器，實現(xiàn)“先同步后切換”。

　　二、器件：把 800 W 裝進 155×255×415 mm 的秘訣

　　三電平 NPC 逆變

　　三菱自研的 3-Level NPC 模塊，把 IGBT 耐壓從傳統(tǒng) 600 V 降低到 300 V 級，開關(guān)損耗下降 30 %，磁件體積縮小 25 %，使整機效率高達 88 %(AC/AC)，同容量段體積較上一代下降 35 %。

　　陶瓷基板+鋁散熱齒一體化

　　功率器件直接焊在 0.32 mm Al?O? 陶瓷基板，下方鋁擠散熱齒翅片間距 1.2 mm，風(fēng)道高度僅 45 mm，卻能把結(jié)溫控制在 95 ℃ 以下，保證 40 ℃ 環(huán)境溫度下滿載 24 h 連續(xù)運行。

　　小型控制閥式鉛酸電池

　　內(nèi)置 2×12 V/9 Ah 高功率密度電池，5 年設(shè)計壽命(20 ℃)，在 700 W 典型負載下可提供 10 min 續(xù)航；電池組采用抽屜式快拆，無需工具即可 30 s 熱插拔，維護期間負載仍受逆變器保護。

　　三、電池管理：讓 10 min 續(xù)航“說到做到”

　　溫度補償充電

　　內(nèi)置 NTC 實時檢測環(huán)溫，20 ℃ 時均充電壓 13.65 V/節(jié)；溫度每升高 1 ℃，電壓下調(diào) 3 mV，防止夏季浮充失水，實測可將電池壽命延長 18 %。

　　分階段容量自學(xué)習(xí)

　　每 30 天自動執(zhí)行一次“淺放電—容量估算—SOC 修正”，精度誤差<3 %；當(dāng)檢測到容量低于 70 % 時，面板提前 30 天發(fā)出“電池老化”預(yù)警，避免“關(guān)鍵時刻掉鏈子”。

　　休眠深度節(jié)能

　　負載<10 % 且市電正常時，CPU 自動關(guān)閉風(fēng)扇、降低母線電壓，整機功耗從 25 W 降到 8 W；一旦負載躍升到 50 % 以上，逆變器在 2 ms 內(nèi)恢復(fù)全壓輸出，兼顧節(jié)能與快速響應(yīng)。

　　四、智能接口：從單機到 IoT 的“一公里”

　　雙物理端口

　　標(biāo)配 RS-232C(D-sub 9P)與可插拔端子臺，提供 UPS 關(guān)機、旁路切換、緊急停止、斷路器聯(lián)鎖等 8 組光電隔離 I/O，方便接入 PLC 或 SCADA。

　　免費 UPS Set 軟件

　　支持 Windows/Linux 圖形化監(jiān)控，可設(shè)定電壓 100-120 V(1 V 步進)、同步/固定頻率模式、電池自檢周期；掉電時可自動保存文件并順序關(guān)閉服務(wù)器，防止數(shù)據(jù)丟失。

　　并聯(lián)冗余(N+1)就緒

　　通過選件插槽可升級為“并聯(lián)板”，最多 3 臺共 2.4 kW 冗余并聯(lián)，當(dāng)單臺故障時負載自動均流到剩余兩臺，系統(tǒng)可用性提升到 99.999 %，滿足小型數(shù)據(jù)中心 A 級供電要求。

　　五、典型場景：800 W 級別“關(guān)鍵孤島”

　　半導(dǎo)體 AOI 檢測機

　　檢測機光源、CCD 與運動控制對電壓暫降極度敏感。FW-S10L-1.0K 可在 0 ms 內(nèi)接管 600 W 負載，避免 1 個節(jié)拍(約 3 s)內(nèi)的圖像丟幀，單班次可減少廢品 0.3 %，年節(jié)省成本 > 5 萬元。

　　醫(yī)療 CT/MRI 控制臺

　　醫(yī)院電網(wǎng)常因大功率影像設(shè)備啟停出現(xiàn) 20-40 % 電壓暫降。UPS 的 ±2 % 穩(wěn)壓精度與正弦波輸出，保證控制臺 PC 與伺服驅(qū)動器無重啟；10 min 續(xù)航足夠完成當(dāng)前患者掃描并順序關(guān)機。

　　金融 ATM/VTM 節(jié)點

　　市電閃斷時，零切換讓工控主板與加密模塊持續(xù)工作，避免交易中斷導(dǎo)致的憑單作廢；同時通過 RS-232 向總部上傳“停電事件”，實現(xiàn)集中運維。

　　結(jié)語

　　三菱 FW-S10L-1.0K 用“常時逆變+陶瓷封裝+智能電池管理”三板斧，把在線式 UPS 的可靠性、功率密度與可維護性推到了 1 kVA 級別的新高度。對于功率在 300-800 W、對切換時間零容忍的工控、醫(yī)療、金融場景，它既是“保險絲”，也是“數(shù)據(jù)保險箱”，更是邁向 IoT 運維的入口。

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