EPS的原理特點(diǎn)與應用

摘要：從EPS的實(shí)際應用需求出發(fā)，通過(guò)對構成EPS的各功能單元之設計考慮和性能特征的分析，對EPS的構造原理、性能特點(diǎn)和適用領(lǐng)域作了較為全面的討論。
  0 引言
  隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟的進(jìn)步和發(fā)展，社會(huì )對電力的依賴(lài)程度越來(lái)越高，特別是對那些重要、關(guān)鍵的電力負荷，一旦中斷供電，往往會(huì )導致非常嚴重的甚至災難性的后果。同時(shí)，人們的安全意識和對突發(fā)事件的防范意識也在迅速提高，應急供電系統或應急電源越來(lái)越受到人們的重視，并在更多的場(chǎng)合成為必備系統。
與傳統的雙路供電、自備發(fā)電機、蓄電池直流備用電源等應急供電方式相比，采用蓄電池儲能、通過(guò)半導體功率器件逆變取得交流電源的逆變式應急電源系統，具有許多獨特的優(yōu)勢和更為廣泛的適用性，近年來(lái)得到迅速的發(fā)展，以至于提到“應急電源”和“EPS （Emergency Power Supply）”時(shí)，更多的是指這種逆變式應急電源。
    逆變式應急電源（以下簡(jiǎn)稱(chēng)EPS）在結構與工作原理上與伴隨著(zhù)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái)的不間斷電源（UPS）非常相似，但EPS為滿(mǎn)足應急供電系統高可靠、高效率、負載多變、環(huán)境適應性好、自診斷能力強、多數時(shí)間處于備用狀態(tài)等特殊要求，在工作原理、工作方式、性能、構造、選用、安裝、維護等方面均與UPS有很多不同。正確的理解、設計、制造、應用和維護，是保證EPS長(cháng)期可靠運行的必要條件。
  1 EPS的構造與性能特點(diǎn)
  EPS一般由充電器、蓄電池組、逆變器、自動(dòng)切換裝置、輸入輸出配電裝置、電池監測裝置、系統控制器、狀態(tài)顯示器、設置操作裝置等部分組成。
  1.1 充電器
  為使蓄電池組保持滿(mǎn)荷電狀態(tài)并能反復循環(huán)使用，充電器是EPS不可缺少的部分。因EPS通常工作于備用狀態(tài)，不需在線(xiàn)運行，所以EPS中一般不配置全功率整流器，應急供電時(shí)由蓄電池為逆變器供電，市電正常時(shí)，EPS通過(guò)切換開(kāi)關(guān)直接向負載供市電，并由充電器對蓄電池充電。通常要求EPS的循環(huán)充電時(shí)間不大于24h，充電器的額定輸出電流值一般為電池組額定安時(shí)數的5%～10%。例如用于消防應急照明的EPS需要提供90min的應急供電時(shí)間，綜合逆變器效率和蓄電池放電效率等因素，標準配備電池組的總容量（電池組額定電壓×電池組總安時(shí)數）一般為EPS額定輸出功率值的2～2.5倍，因此充電器的額定輸出功率一般為EPS額定功率的10%～25%。當充電器功率較大時(shí)，可以在更短的時(shí)間內完成蓄電池的再充電。
    EPS中的充電器一般采用恒流恒壓二階段充電方式或恒壓限流的充電方式。充電器的好壞對蓄電池的使用壽命影響較大，應保證最大充電電流不超過(guò)所配用蓄電池的允許值，浮充電壓符合配用蓄電池的推薦值，如具備溫度補償特性則更佳，高頻紋波電流應控制在較低水平。當然也可以采用其他充電方式，如循環(huán)充電方式、自動(dòng)均充-浮充控制等，但在控制上略為復雜。市電正常時(shí)，EPS中的充電器通常還需要為控制系統供電。充電器應具備高可靠性和良好的自保護功能，應能適應較寬的輸入交流電壓范圍，以保證在各種惡劣供電環(huán)境中正常充電并為EPS的控制系統供電。因充電器功率較小，且多數時(shí)間內工作于輕載狀態(tài)，其交流輸入功率因數和諧波含量等指標并不十分重要。EPS中的充電器通常采用高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)實(shí)現，也有部分大功率的EPS采用了晶閘管相控整流型充電器。
1.2 蓄電池
        蓄電池是EPS應急供電時(shí)的能量來(lái)源，是影響EPS可靠性的關(guān)鍵部件。目前EPS幾乎均采用免維護鉛酸蓄電池，該電池技術(shù)成熟，價(jià)格較低，使用、維護簡(jiǎn)單，成為UPS和EPS的首選。關(guān)于免維護鉛酸蓄電池的特點(diǎn)與應用已有許多文章論述，在此僅就其在EPS中應用時(shí)的幾個(gè)特殊問(wèn)題作一討論。
(1)    多組電池并聯(lián)運行問(wèn)題
      在EPS中一般采用額定電壓12V的蓄電池串聯(lián)達到所需的額定直流電壓，在較大功率EPS系統中，為達到所需電池總容量，往往需要多組電池并聯(lián)，例如200kW的EPS，90min標準配置需要8～10組100Ah蓄電池并聯(lián)。而蓄電池制造商一般不推薦太多組（例如6組以上）電池并聯(lián)使用，原因據稱(chēng)是容易導致環(huán)流和充放電不均衡。
  不同品牌或型號的蓄電池并聯(lián)自然是不可取的，而對于品牌、規格、型號相同的蓄電池并聯(lián)，在正常運行情況下的環(huán)流和充放電不均衡則不是主要問(wèn)題，因為并聯(lián)運行時(shí)，各組電池的不均衡可以通過(guò)“環(huán)流”而趨于均衡。并聯(lián)運行的主要問(wèn)題應當是各電池組間的能流難于控制。例如當把一組虧電的電池并入系統時(shí)，系統中的其他電池組會(huì )對其充電，且充電電流是不受控的，可能遠遠大于該組蓄電池允許的最大充電電流，從而導致該組電池的損壞甚至發(fā)生事故；當多組荷電狀態(tài)不均的蓄電池并聯(lián)時(shí)，初期充電電流可能會(huì )過(guò)于集中在個(gè)別電池組上，導致過(guò)電流充電；當多組并聯(lián)電池組中的一個(gè)電池組發(fā)生短路或漏電類(lèi)故障時(shí)可能導致嚴重后果等等。因此當需要并聯(lián)的電池組數目較大時(shí)，應采取分組隔離措施，例如將8個(gè)串聯(lián)電池組分為兩大組，每大組由4個(gè)串聯(lián)電池組并聯(lián)構成，采用功率二極管進(jìn)行隔離匯流，并采用兩個(gè)充電器分別充電。這樣的系統將更為可靠性和安全。同時(shí)，在各電池組并聯(lián)前，應先確認它們均處于充滿(mǎn)狀態(tài)。
(2)    蓄電池的工作溫區
 

  因EPS經(jīng)常被安裝在地下室、低壓配電室等地方，環(huán)境溫度范圍較寬，0～40℃的環(huán)境溫度要求往往也得不到滿(mǎn)足。而免維護鉛酸蓄電池的推薦使用溫度一般為5～35℃，盡管電池制造商可能聲稱(chēng)-15～50℃的工作溫度范圍，但溫度過(guò)高，蓄電池自放電加重，使用壽命明顯縮短，甚至會(huì )出現熱失控導致電池報廢；溫度過(guò)低時(shí)，蓄電池放電容量嚴重下降，并且充電困難，強行充電會(huì )導致氣體析出，影響蓄電池壽命。因此當EPS的安裝環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，應當采取適當措施進(jìn)行調節。
    1.3 逆變器與負載適應性
  逆變器是EPS的核心部件，市電異常時(shí)，蓄電池存儲的直流電能通過(guò)逆變器轉換成與市電相同頻率、電壓的交流電，供給重要負載。因此，EPS的應急供電質(zhì)量、逆變效率、負載適應能力等多項重要指標都決定于逆變器的品質(zhì)。同時(shí)，逆變器的可靠性也是影響EPS整機可靠性的關(guān)鍵之一。EPS的逆變器幾乎均采用了IGBT（或功率MOS管）SPWM逆變技術(shù)，該技術(shù)在UPS、變頻調速器等應用領(lǐng)域已得到充分的發(fā)展，是一項成熟技術(shù)。
 
  目前經(jīng)常會(huì )見(jiàn)到關(guān)于UPS與EPS負載適應能力差別的討論。市電正常時(shí)，EPS會(huì )直接向負載提供市電，其負載能力僅決定于供電回路中的斷路器、轉換開(kāi)關(guān)和導線(xiàn)的容量，一般無(wú)需討論，但市電中斷時(shí)，由EPS逆變器輸出的應急供電必須保證其負載的重要負荷正常運行，因此UPS與EPS負載適應能力的差別本質(zhì)上還是其逆變器負載能力的差別。
      事實(shí)上，UPS與EPS的逆變器無(wú)論是拓撲結構還是工作原理都是相同的，差別主要來(lái)自設計參數和器件容量選擇的不同。目前的SPWM逆變器幾乎都是四象限運行模式，理論上能適應阻性、感性、容性和非線(xiàn)性等各種負載。有不少關(guān)于逆變器的負載能力與負載功率因數關(guān)系的討論，但究其原理，并沒(méi)有見(jiàn)到令人信服的分析或說(shuō)明。電流相位的超前與滯后會(huì )影響電流在逆變開(kāi)關(guān)管和反并聯(lián)二極管中的分配方式，因此會(huì )影響到功率器件的通態(tài)損耗和開(kāi)關(guān)損耗，但影響并不顯著(zhù)；而非線(xiàn)性負載可能導致很高的峰值電流，必須由功率器件承擔；沖擊性負載的沖擊電流也需要功率器件承擔。負載電流的超前與滯后對逆變器輸出能力的影響主要源自逆變器中的輸出濾波器，而逆變器對非線(xiàn)性負載和沖擊性負載的適應能力主要決定于功率器件的電流耐量和逆變器控制、保護方式；直流環(huán)節對逆變器的負載適應性也會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)影響。例如，輸出濾波器中的濾波電容是并聯(lián)在逆變器輸出端的，其中流過(guò)的容性工頻電流一般為逆變器額定輸出電流的15%～40%，這相當于給逆變器的輸出加了一個(gè)容性偏置，因此逆變器帶容性負載的能力一般要比帶感性負載能力差。過(guò)多的容性負載還可能明顯改變輸出濾波器的截止頻率，進(jìn)而影響逆變器閉環(huán)控制系統的穩定性。而當逆變器帶感性負載時(shí)，其輸出濾波電感對輸出工頻電壓的分壓比重增加，如果逆變器的輸出濾波電感較大且SPWM調制系數又沒(méi)有足夠的設計裕度，則可能導致輸出電壓下跌或波形畸變。又如，UPS主要是為信息設備供電，必須適應各種非線(xiàn)性整流負載，因此UPS的逆變器一般都能承受高達3倍的波峰比，這需要逆變功率器件具備足夠的電流耐量，并且直流母線(xiàn)電容具備足夠的紋波電流承受能力。再如，負載功率因數為1時(shí)，UPS的輸出容量下降為其額定容量的70%～80%，主要是直流環(huán)節的限制。如果不計逆變器損耗和電池充電所需，UPS中的整流器或直流/直流變換器僅需要為逆變器提供負載所需的有功功率即可，因此一臺按負載功率因數0.8設計的UPS，其整流器或直流/直流變換器只需按UPS額定輸出容量80%的功率設計即可，當負載功率因數為1時(shí)，為保證直流環(huán)節不過(guò)載，輸出容量必須降為額定輸出容量的80%。如果在各環(huán)節都留有充足的設計裕量，或在使用中采取充分的降額，則SPWM逆變器完全可以適應各種負載，但這勢必導致成本增加和資源浪費，因此，針對負載的需求合理設計才是最科學(xué)的。UPS與EPS的設計目標不同，因此負載特性存在差異是自然的，但僅為適用領(lǐng)域的差異，并非優(yōu)劣之分。
  EPS的負載具有多樣性，但多數情況下是用于應急照明和動(dòng)力負載。用于照明時(shí)，燈具有白熾燈、節能燈、日光燈和高壓氣體放電燈等等。用于動(dòng)力負載時(shí)，又分為提供標準正弦波備用電源的普通型和直接變頻驅動(dòng)電機的變頻型等等。
 
  用于消防應急照明的EPS必須符合GB17945標準，其中對EPS的輸出容量是以kW為單位定義的，但實(shí)際上僅當負載功率因數為接近1時(shí)，該定義才是適當的，當負載功率因數較低時(shí)，EPS的電流輸出能力并不會(huì )增加，輸出視在功率額定值也不會(huì )增加，因此實(shí)際選用EPS時(shí)，必須考慮負載的功率因數和視在功率，而不能僅考慮負載的有功功率。按照GB17945標準的要求，EPS應能在120%負載時(shí)正常工作；當個(gè)別供電支路發(fā)生短路故障時(shí)EPS應能使該支路斷路器跳閘而不影響其他支路的正常工作。也就是說(shuō)，標稱(chēng)功率1000W的EPS，必須具備1200W的正常輸出能力；在局部負載發(fā)生短路故障時(shí)，EPS的逆變器必須能在短時(shí)間內以限流輸出方式輸出數倍于額定值的清除電流。由此可以看出，標稱(chēng)容量相同的EPS和UPS，其逆變器實(shí)際輸出能力是存在差別的。
  用于動(dòng)力負載的EPS必須能夠承受電機啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，但若將EPS的逆變器容量設計的過(guò)大也是不現實(shí)的。因此各EPS廠(chǎng)家都給出了電機負載不同啟動(dòng)方式下配用EPS容量的計算方法，其核心是保證EPS的逆變器在電機啟動(dòng)時(shí)不至于過(guò)載停機。但是，為電機負載配置數倍于其額定功率的EPS既不經(jīng)濟，也不合理，因為對于短時(shí)過(guò)載能力很強的逆變輸出變壓器和蓄電池而言，是能夠承受電機啟動(dòng)時(shí)的沖擊的，在需要較大啟動(dòng)電流的應用場(chǎng)合，適當加大功率器件容量以提高逆變橋的短時(shí)輸出能力，不失為一種更為合理的解決方案。實(shí)際上，用于動(dòng)力負載的EPS在很大程度上具有根據用戶(hù)需求設計定制的特征，因而可以取得更合理的負載適應能力。
    不少EPS產(chǎn)品采用原本為交流電機調速而設計制造的變頻器配以低通濾波器和輸出變壓器構成逆變器，在成本允許的情況下，確為一種良好的方案。因為工業(yè)用變頻器多由一些國際著(zhù)名電氣公司研制生產(chǎn)，技術(shù)成熟、先進(jìn)，選材、工藝精良，具有很高的可靠性和負載能力，并且規格齊全、價(jià)格不高。多數變頻器均允許直流供電運行，選用適當容量的變頻器，合理設置運行參數后配以正確設計的低通濾波器和輸出變壓器，可以構成可靠性很高的逆變器。其缺點(diǎn)是濾波器和輸出變壓器在電壓控制環(huán)之外，因此逆變器的輸出電壓穩定性和波形略差，但用于應急供電已經(jīng)足夠了。至于采用變頻器構成電機專(zhuān)用變頻驅動(dòng)的EPS，其合理性更不必多說(shuō)。
  EPS的逆變器一般需要具備冷啟動(dòng)能力（在無(wú)市電狀態(tài)下依靠完全電池電力啟動(dòng)），以滿(mǎn)足“強制啟動(dòng)”功能要求，因此在蓄電池與逆變器直流母線(xiàn)電容間需要加裝緩沖裝置，以完成母線(xiàn)電容的預充電，防止過(guò)大沖擊電流導致器件損壞和直流輸入斷路器跳閘。
    1.4 自動(dòng)切換裝置與切換時(shí)間
  為實(shí)現市電供電與逆變器供電之間的自動(dòng)切換，自動(dòng)切換裝置是EPS中必不可少的部件，也是影響EPS可靠性的關(guān)鍵部件之一。根據EPS的輸出容量和負載要求不同，自動(dòng)切換裝置可采用繼電器、交流接觸器、互投開(kāi)關(guān)、晶閘管固態(tài)開(kāi)關(guān)等構成。對EPS的切換時(shí)間要求具有多樣性，例如，一般消防應急照明要求切換時(shí)間小于5s，高危險區域使用的消防應急照明要求切換時(shí)間小于0.25s，為高壓氣體放電燈供電時(shí)，為保證不熄輝，則要求切換時(shí)間為數毫秒量級，為風(fēng)機、泵類(lèi)、卷簾門(mén)、電梯等負載供電時(shí)，根據應用要求不同，切換時(shí)間也會(huì )在數毫秒至數秒不等。
 
  EPS與UPS不同，多數應用場(chǎng)合對切換時(shí)間并無(wú)苛刻要求，切換時(shí)間也并非越短越好，在能滿(mǎn)足應用需求的前提下，適當慢一點(diǎn)切換可以在其他方面獲益，例如降低損耗，減小暫態(tài)沖擊，提高可靠性，避免負載可能因瞬間失電而導致工作失常等等。市電正常時(shí)EPS的逆變器一般工作于備用狀態(tài)，且有冷備份與熱備份兩種工作方式。冷備份時(shí)，逆變器僅控制部分處于工作狀態(tài)，功率部分處于加電待機狀態(tài)，但不啟動(dòng)；熱備份時(shí)，整個(gè)逆變器處于正常運轉狀態(tài)，但不承擔負載。當逆變器熱備份時(shí)，最短切換時(shí)間基本決定于所用切換裝置的動(dòng)作時(shí)間；而當逆變器冷備份時(shí)，最短切換時(shí)間還要受逆變器啟動(dòng)時(shí)間的制約。特別是容量較大的EPS，如果啟動(dòng)過(guò)快，逆變輸出變壓器和低通濾波器會(huì )產(chǎn)生很大的暫態(tài)沖擊，甚至可能損壞半導體功率器件，因此逆變器一般都具備軟啟動(dòng)特性，且功率越大，啟動(dòng)越慢，大容量EPS逆變器的啟動(dòng)時(shí)間可達數秒之久。如果要求更快的切換時(shí)間，則只能采取熱備工作方式，此時(shí)EPS的待機損耗自然要增加許多。
      至于采用何種切換裝置，主要是根據對切換時(shí)間的要求而定。如果要求毫秒級的切換時(shí)間，則只能采用晶閘管固態(tài)切換開(kāi)關(guān)，且逆變器要處于熱備狀態(tài)并保持與市電鎖相。與同容量的機械切換開(kāi)關(guān)相比，晶閘管固態(tài)切換開(kāi)關(guān)的造價(jià)要高得多，通態(tài)損耗也大得多。在對切換時(shí)間無(wú)苛刻要求的應用場(chǎng)合，一般采用機械切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，容量較小的EPS一般采用功率繼電器，功率較大的EPS通常采用互鎖的交流接觸器或自動(dòng)互投開(kāi)關(guān)。與交流接觸器相比，自動(dòng)互投開(kāi)關(guān)動(dòng)作較慢，但由于互投開(kāi)關(guān)具有機械自保持特性，對于不頻繁的切換而言，在長(cháng)期運行的可靠性方面更具優(yōu)勢。
    用晶閘管固態(tài)開(kāi)關(guān)實(shí)現市電與逆變器輸出之間的快速切換技術(shù)已在UPS中應用多年，將其用于EPS亦不是困難的事情。關(guān)鍵是要實(shí)現逆變器的鎖相運行和對市電故障的快速檢測。在市電正常、逆變器也正常運轉的情況下，即使是進(jìn)行不間斷的切換，在技術(shù)上也是可以做到的，但實(shí)際情況是，切換需要在市電突然發(fā)生中斷或故障時(shí)進(jìn)行，因市電中斷或故障的發(fā)生時(shí)刻是隨機的和非預知的，檢測確認市電故障需要時(shí)間，此時(shí)的切換時(shí)間不可能小于檢測、確認市電故障需要的時(shí)間。為防止各種電源干擾導致誤動(dòng)作，檢測時(shí)間不能太短。實(shí)踐證明，當檢測時(shí)間小于2ms時(shí)，其檢測可靠性會(huì )明顯下降。因此小于2ms的切換時(shí)間是不可取的。
  在EPS的各種負載中，對切換時(shí)間要求最苛刻的應當是高壓氣體放電燈。盡管這種燈具不允許用于消防應急照明，但由于其高強度、高效率，在許多大型場(chǎng)館中都有應用。由于此種燈具一旦熄輝，需要冷卻后方能重新啟動(dòng)，為保證照明不發(fā)生中斷，為其供電的EPS必須具備快速切換能力。根據對多種高壓氣體放電燈產(chǎn)品的測試，如果不采取適當的續流措施，5ms的電力中斷即可能導致熄輝，個(gè)別產(chǎn)品甚至3ms電力中斷就會(huì )熄輝。
 
  而對于某些電梯類(lèi)負載，毫秒級的切換顯然不是必要的，但切換時(shí)的瞬間失電可能導致電梯控制系統進(jìn)入保護狀態(tài)。此種情況需要通過(guò)EPS控制系統的延時(shí)適當增加切換時(shí)間，方可保證電梯在應急供電后繼續正常運行。
    在有些應用場(chǎng)合，為了取得零切換，要求將EPS設計成再線(xiàn)運行方式，此時(shí)的EPS實(shí)際已變成了一臺專(zhuān)用的UPS。
1.5 輸入輸出配電裝置
 
  EPS的交流輸入輸出端一般不像UPS那樣簡(jiǎn)單，而需要根據用戶(hù)要求或設計圖紙加裝配電開(kāi)關(guān)。例如市電輸入端有時(shí)需要加裝雙路市電自動(dòng)互投開(kāi)關(guān)，市電直供回路有時(shí)需要加裝獨立的斷路器，輸出回路一般需要多支路輸出，每個(gè)支路都要裝有獨立的斷路器，有時(shí)還需要加裝受消防聯(lián)動(dòng)信號控制的消防聯(lián)動(dòng)輸出支路等等。用戶(hù)為了安裝使用方便，一般均要求把EPS系統的輸入輸出配電開(kāi)關(guān)裝置等全部裝于EPS產(chǎn)品內部，因此EPS在產(chǎn)品結構上需要為輸入輸出配電開(kāi)關(guān)留有充分的拓展空間，有時(shí)甚至需要專(zhuān)門(mén)按用戶(hù)要求進(jìn)行結構設計。
  1.6 電池檢測裝置
  GB17945-2000標準要求用于消防應急照明的EPS能對其電池組中每個(gè)12V電池單元的電壓進(jìn)行監測，以此為參照，許多用于其他方面的EPS往往也要求提供對每個(gè)電池單元的監測功能。此時(shí)需要為EPS配置專(zhuān)門(mén)的電池監測裝置。因每個(gè)電池單元的直流電位各不相同，檢測裝置需要能夠對其進(jìn)行隔離采樣。目前常見(jiàn)的隔離采樣方式有繼電器、線(xiàn)性光耦、先進(jìn)行A/D轉換后再用光耦合器隔離傳輸數字信號等等。不同方式各有所長(cháng)，但如果對每一電池單元分別隔離采樣，系統將過(guò)于繁雜。若先將電池單元適當分組，采用分組A/D轉換、數字信號光耦隔離、通過(guò)串行數據總線(xiàn)上傳的監測方式具有硬件結構簡(jiǎn)單，安全性、可靠性高，可自動(dòng)實(shí)時(shí)巡檢，監測精度較高等較大優(yōu)勢。
 
  目前EPS中對電池單元的檢測內容一般僅限于各電池單元端電壓的測試，并不能全面反映電池狀態(tài)。但通過(guò)分別測試電池組充電和放電時(shí)各電池單元的端電壓，可以對各電池單元的一致性做出準確的判斷，如充電狀態(tài)是否均衡、是否存在劣化的電池單元等等。有一些更為先進(jìn)的電池狀態(tài)檢測方法，如內阻測試方法等，在國產(chǎn)EPS中的應用還比較罕見(jiàn)。
 
  因對各電池單元進(jìn)行檢測需要將測試線(xiàn)連接到每個(gè)電池單元的輸出端，測試線(xiàn)路較密集且導線(xiàn)較細，容易發(fā)生意外短路或漏電問(wèn)題，因此應采用適當電壓電流分斷能力的熔斷器或其他方式進(jìn)行安全隔離，防止蓄電池的高能量進(jìn)入測試系統，導致事故。

1.7 系統控制器
 
  在此僅討論EPS中的系統控制器。EPS的逆變器一般具有獨立的控制、驅動(dòng)電路，與UPS、變頻電源等十分類(lèi)似，在此不作討論。EPS的系統控制器多由以MCU為核心的控制電路構成，但也有部分產(chǎn)品采用了模擬控制和簡(jiǎn)單邏輯控制或PLC控制器。
 
  EPS的系統控制器需要對市電電壓、電池電壓、負載電流、充電器狀態(tài)、逆變器狀態(tài)、轉換開(kāi)關(guān)狀態(tài)、設置參量、控制指令等多項參量實(shí)時(shí)監測，并按照正確的控制邏輯向各功能單元發(fā)出控制指令，需要具備較為復雜和靈活的監測、測邏輯判斷和控制能力。因此選擇功能適當的MCU為核心器件，構成數字化控制器，可以簡(jiǎn)化系統硬件，并利用控制軟件的靈活性完成各種需要的監測控制功能，是最為合理的設計方案。采用PLC完成系統控制也是一種不錯的方案，但一般僅適用于容量較大的系統，對于較小容量系統，在成本上往往無(wú)法接受。模擬控制和簡(jiǎn)單邏輯控制方式硬件復雜，在可靠性、靈活性、智能化程度等方面均處于劣勢。
    EPS的系統控制器除完成必須的監測、控制功能外，最好還具備系統自檢、顯示信息提供、歷史事件記錄、數字通訊、計算機遠程監控等能力，這些功能只有采用數字化控制，方可實(shí)現。
2.8 狀態(tài)顯示器和操控裝置
 
  狀態(tài)顯示器和操控裝置提供了EPS的人機界面，是EPS不可缺少的部分。EPS的狀態(tài)顯示一般由狀態(tài)指示燈和LCD顯示屏構成，指示燈的設置和顏色需要符合執行標準的要求， LCD的顯示內容除標準要求的主要參數外，各種產(chǎn)品不盡相同。操控裝置一般由按鈕、設置開(kāi)關(guān)、強制啟動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)等構成，與UPS等電子電控設備類(lèi)似，不再作詳細討論。
  2 EPS的應用
  目前EPS的主要應用領(lǐng)域是為各種建筑物和重要公共設施的消防應急照明和消防動(dòng)力提供應急備用電源。同時(shí)在化工、冶金、污水處理等工業(yè)領(lǐng)域、醫院手術(shù)室和監護病房、大型場(chǎng)館和超市等的正常照明等方面也有很多應用。隨著(zhù)EPS產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)性能和可靠性的進(jìn)一步完善，以及人們安全防范意識的提高，EPS產(chǎn)品的應用會(huì )更加廣泛。
    除用于消防應急照明EPS外，由于缺乏相應的國家標準或行業(yè)標準，EPS的發(fā)展不夠規范，無(wú)論是規格系列還是技術(shù)性能、外形尺寸，都具有多樣性，標準化程度較差。這對制造廠(chǎng)家的生產(chǎn)制造和用戶(hù)的選用都造成很多困難，也在一定程度上影響了EPS產(chǎn)品及其應用的健康發(fā)展。
  但是隨著(zhù)相關(guān)標準的發(fā)布實(shí)施，EPS的發(fā)展必將日益規范，在產(chǎn)生良好的社會(huì )效益的同時(shí)，也為EPS開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng )造良好的經(jīng)濟效益。