勁電科技 USSP-12V1224-OA系列

室外耐高低溫大電流長效供電型

在線式智慧型直流不中斷運作電力系統

勁電科技USSP-12V1224-OA系列，以-40℃~ +80℃的工業級環境耐受等級作為設計的需求基礎，進行硬體電路與電子元件的規劃與導入，搭配可承受-20℃~ +60℃的耐高低溫磷酸鋰鐵電池，輔以金屬外殼的IP66以上的機構設計及採用1300W超高防雷擊突波衝擊的防護，打造出室外防水在線式智慧型直流不中斷運作電力系統，可承受-35℃~ +75℃運作環境的室外耐高低溫產品的使用要求，協助系統工程商於施工時面臨各種供電問題後，可選擇採用下列最佳的電源取得解決方案:

1.       以路燈、庭園燈…等，非全天候24小時的供電系統為電力來源:

白天使用『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統(Outdoor DC UPS)』內建充放電控制器所搭配的客製化磷酸鋰鐵電池，對運作中的負載系統設備，進行最大7A約85W/H的負載供電給設備。

    夜間透過路燈或庭園燈的一般交流市電電力，經變壓器將交流電轉成15~32VDC直流電源後，輸入到『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』內建充放電控制器，轉出12VDC直流電壓後，對負載系統設備進行11.8V~14.4V直流電源放電，同時利用內建充放電控制器所轉出的14.2V直流電源，對內建的12.8V磷酸鋰鐵電池進行快速充電。

2.       以太陽能、風力、其他電力能源…等，搭配專利設計『DAPS-直流並聯式自動選擇電源供電器』為電力來源:

利用DAPS將多種不同的直流電力來源，透過特殊創意的獨立並聯設計，同時將輸入電源整合在一起，以相近輸入電壓與採取最高電壓優先方式及分散電流負載分配輸入模式…等，對『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統(Outdoor DC UPS)』進行直接充電，再經由『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』內建充放電控制器，直接以直流對直流方式，進行降低電壓與整流後，對負載系統設備進行11.8V~14.4V直流電源放電；當任何一種輸入電力來源中斷，其他輸入電力來源會承接供電的需求電力，可避免運作中的系統設備因為沒有電力來源而導致停止運作。

3.       以車載12VDC或24VDC的發電機…等，搭配獨特設計『DBBVC-直流自動升降壓電源轉壓器』為電力來源:

利用車輛的發電機(引擎發電電路)或點菸器的插孔輸出接點，透過獨特設計的車載直流自動升降壓電源轉壓器，將輸入12~28VDC/6A (最大8A設計，可避免對車載發電機及車輛供電系統造成損害風險)，升降壓轉出20VDC/4A (5A最大)對『在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』進行直接充電，再經由『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』內建充放電控制器，直接以直流對直流方式，進行降低電壓與整流後，對負載系統設備進行11.8V~14.4V直流電源放電。另外，升降壓轉壓器轉出20VDC/4A (5A最大)的電源，亦可對Notebook筆記型電腦進行車載式直流充電使用。

4.       以室內或室外的一般市電…等，全天候24小時的供電系統為電力來源:

透過輸入AC 100-260V交流電，經交直流變壓器轉換為15~32V/4.5~8A直流電壓與電流，再經由『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』內建充放電控制器，直接以直流對直流方式，進行降低電壓與整流後，對負載系統設備進行11.8V~14.4V直流電源放電；不須進行電池直流電源轉交流電源，再由交流電源轉回直流電源供電的50%轉換耗損。

規格書內容特別增加以一般室內的UPS不斷電系統的供電容量標示方式，標出相對應的VA值與放電時數及充電時間，以利系統營運商規畫專案系統時，能夠方便採用相對應的數據，進行預先室外DC UPS供電專案評估參考。

5.       以一般市電或路燈電源 + 太陽能等綠色能源 + 臨時發電機…等，多種混合型電力來源，搭配專利設計『DAPS-直流並聯式自動選擇電源供電器』為電力來源:

利用DAPS將多種不同的直流電力來源，透過特殊創意的獨立並聯設計，同時將輸入電源整合在一起，以相近輸入電壓與採取最高電壓優先方式及分散電流負載分配輸入模式…等，對『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統(Outdoor DC UPS)』進行直接充電，再經由『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』內建充放電控制器，直接以直流對直流方式，進行降低電壓與整流後，對負載系統設備進行11.8V~14.4V直流電源放電；因為有較穩定的市電或路燈或太陽能…等電力來源，因此內建的磷酸鋰鐵電池大部分時間都是處在飽電狀態或穩定都可以達到充飽電的運作狀態，可以完全解決室外供電不可中斷的嚴酷要求。

6.       移動備援電力系統(內建電池)或獨立蓄電池…等，搭配獨特設計『DBBVC-直流自動升降壓電源轉壓器』為電力來源:

電池對電池充電，存在電池間的電壓壓差太小，無法達到互相充電效益或平衡電力或平均電量，因此需搭配升壓作業，以達到一定等級量的電池間2V以上的電壓壓差，才能達到電池對電池充電效果。透過獨特設計的『DBBVC-直流自動升降壓電源轉壓器』，將電池輸入的12~28VDC/6A電力，升降壓轉出20VDC/4A (5A最大)充電電源，對移動電源的電池或面臨低電壓電池充放電控制器或運作中的內建充放電控制器的電池…等進行直接充電；亦可微調自動升降壓電源轉壓器轉出14.4~15VDC/5A (6A最大)充電電源或放電電源，應用於一般12V獨立電池充電或類似汽車電池的緊急救援電力系統。

室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統，針對各種系統的解決方案應用圖解:

『車載型DC UPS不中斷運作電力系統』 

『移動備援電力型DC UPS不中斷運作電力系統』

勁電科技USSP-12V1224-OA系列，室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統的運作組成系統包括:

1.  輸入交流轉直流電源端:

    輸入AC 100-260V交流電，經交直流變壓器轉換為15~32V/4.5~8A直流電壓與電流，插入『室外在線式智慧型直流不中斷運作電力系統(Outdoor DC UPS)』，透過內建MCU智慧型充放電控制器，以13.8V~14.2V電壓對殼內所搭配的客製化磷酸鋰鐵電池，進行最大約4.5A的60W/H快速CV/CC充電。

2.  MCU微處理器模組:微處理器針對系統運作的電源進行包括:

    系統開機啟動偵測管理與保護、輸入/輸出電源偵測管理與保護、電池充電/放電管理與保護、過電壓/過電流/極性接反/短路保護/電池異常等各自獨立介面的獨立保護、開殼感光紀錄管理、溫度偵測保護管理、電池循環壽命的偵測紀錄與循環壽命使用次數的控制管理…等。

3.  充電與放電控制電路:

    透過內建MCU智慧型充放電控制器，搭配獨特的CV/CC自動充電控制技術，針對電池進行4.0A/4.5A/5.0A等的充電電流控制，同時進行電池充飽電後的過充電壓、過充電流、飽電後的涓流充電…等，進行偵測管理。同樣的，透過內建MCU智慧型充放電控制器，對電池的過低電壓、過低電流、放電低壓保護與低電壓保護啟動後的系統快速恢復供電運作…等，提供最佳保護與高效率的運作機制。值得一提的，特別設計硬體扮演最終輸入/輸出電壓與電流保護;並採取各自獨立介面的獨立保護設計，避免短暫異常的充電與放電影響系統的運作。

4.  輸出直流電源端:

    透過內建MCU智慧型充放電控制器，進行直流電源放電偵測控制與放電總量控制保護，針對負載設備的電力要求，採取相對應適當電流的電力供應，由最小0.5A至最大7A的直流電流供應控制，同時設計硬體電路搭配MCU處理器，讓電池具備補充支援供電運作模式，以應付大耗電系統設備的大供電要求。 同時為避免電池充飽電後，仍進行充放電執行的負載運作，導致電池的循環壽命受到影響，特別採取電池飽電後的變壓器直通供電設計，以提高供電穩定度與提高電池使用壽命。

5.  特別強化的保護措施:

    針對室外環境的高低溫變化，對電池的壽命與使用效率，可能產生嚴重影響，甚至產生使用上的安全問題，因此設計內建MCU智慧型充放電控制器，具備-35℃過低溫度與+75℃過高溫度的安全保護機制，並採用工業級密閉鋁金屬散熱防護外殼與防水防塵達到IP66的機構設計及工業級耐高低溫M12接頭，以避免室外環境使用上的安全問題發生。因應室外雷擊突波衝擊或市電突波與電壓不穩或雜訊過高…等使用風險，特別採用高規格的1300W防雷擊突波衝擊與濾波穩壓設計。考量輸入端與輸出端及電池端，經常因為人為使用因素，導致異常短路或極性接反或漏電導入…等，特別進行軟硬體雙重防護設計，完全杜絕異常短路所產生的使用危險因子。

6.  耐高低溫長效鐵鋰電池:

    考量室外環境的多變化與越來越嚴苛的高低溫環境的衝擊考驗，除了少數如磷酸鋰鐵電池外，傳統的鉛酸電池或鉛酸深循環膠體電池或鋰電池或鎳氫電池…等，應用於室外UPS的高溫環境中運作，都面臨很大的使用可行性的挑戰。

下列特別針對本公司的室外DC UPS不斷電系統與一般UPS不斷電系統，進行主要特性差異的分析說明:

n  耐超高低溫度:

    磷酸鋰鐵電池可承受-20℃ ~ +60℃的高低溫環境使用，搭配獨特的機構設計後，則可以承受-35℃ ~ +75℃的溫度使用；一般室內不斷電系統大都使用鉛酸電池或鉛酸深循環膠體電池，只可以用於-5℃ ~ +45℃的溫度，低於-5℃溫度使用，電池會釋放不出電力；高於45℃溫度使用，電池循環壽命會急速縮減剩下1/8左右，甚至發生高溫高壓的爆炸風險。(磷酸鋰鐵電池芯設計有獨特洩壓閥，當高溫超過130℃就會洩壓與降溫，不會發生爆炸。)

n  充放電循環壽命:

    磷酸鋰鐵電池可以在溫度+25℃環境使用下，進行充放電循環使用壽命達到2000次以上(約7年)，在溫度+55℃環境使用下，進行高溫環境的充放電循環使用，循環壽命同樣仍達到2000次以上(約7年)；一般室內不斷電系統大都使用鉛酸電池或鉛酸深循環膠體電池，在溫度+25℃環境使用下，進行充放電循環使用壽命達到300~800次左右(約1~2年)，在溫度+45℃環境下進行高溫環境的充放電循環使用，循環壽命只能使用40-90次左右(約3個月)。

n  電力容量的放電深度:

    磷酸鋰鐵電池可以放電深達達到98%，相對的一般鉛酸電池只能放電深度達到50~55%，既使是鉛酸深循環膠體電池，也只能放電深度達到70~85%；鉛酸電池或鉛酸深循環膠體電池使用時，若放電深度超過限制值，雖說仍可放電，但充放電循環壽命會快速減少，甚至造成直接損壞。另外，因為放電深度只有50%~70%左右，因此系統備援電力容量設計上，就需特別再增加40%~60%以上的電池容量。

n  電力容量的使用耗損補償:

    磷酸鋰鐵電池在25℃的溫度環境下，充放電循環使用2000次以後，電池電力容量會降低20%，剩下約80%的電力容量可供負載系統耗電使用；鉛酸電池或鉛酸深循環膠體電池在25℃的溫度環境下，充放電循環使用300-800次以後，電池電力容量會降低30~50%左右，剩下約50~70%的電力容量可供負載系統耗電使用，因此系統備援電力容量設計上，就需特別再增加30%~50%以上的電池容量，以應付負載系統的日常運作耗電容量使用。

n  體積與重量方面差異:

    磷酸鋰鐵電池相較於鉛酸電池或鉛酸深循環膠體電池，體積約縮小1/2 ~ 1/3的比例；重量也減少約1/2 ~ 1/3的比例，對於系統商架設空間與移動供電系統便利性或臨時電力來源的架設應用，都具備更優越的使用特性。

n  密閉金屬IP66防護外殼:

    針對室外或車載日照高溫環境使用與車載或移動電力的蹦撞風險及異常短路或使用異常狀況發生，導致『在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』的內建充放電控制器故障或磷酸鋰鐵電池異常充放電損壞或負載端設備間接受損，因此特別設計密閉式IP66等級的防塵防水設計機構及金屬烤漆防引雷擊衝擊設計；相較於鉛酸電池或鉛酸深循環膠體電池的不斷電系統，具備更堅固與耐受的環境使用特性。

n  強化輸入端與輸出端的安全防護設計:

    針對室外高低溫或路燈電源或車載發電機電源或臨時電源或太陽能電源或特殊環境等的電力使用複雜特性要求，需要設計更強化的專業安全保護與耐受電子元件及長期並更大的充放電能力，以因應不同使用者的需求。

    本公司『在線式智慧型直流不中斷運作電力系統』的內建充放電控制器，具備特別設計的輸入輸出兩端兼具的防止短路傷害設計，並提高防突波雷擊的耐受程度達到1300W，採用工業級電子元件搭配耐高低溫鋰鐵電池，真正做到-35℃ ~ +75℃的環境耐受，透過獨特的硬體與軟體及MCU運作設計，強化電池的充放電效能與更安全的電池運作保護，最後增加特殊的感應器與偵測器及管理機制，對產品運作的時效與破壞防護及整合遠端管理等，提供擴充整合的可行性。

n  採取直流對直流供電設計，減少交直流轉壓耗損:

    一般UPS不斷電系統，大部分都是先將電池12VDC直流轉壓為交流電輸出，再透過負載系統設備所附的交流轉直流變壓器，再次轉壓為直流電源，供電給負載系統設備使用，這樣的直交流與交直流轉換，平白耗損30%~50%左右的電池電力容量。

 IOP-USSP-12V1224-OA系列技術規格

備註1: 電池電力容量+- 5%。

備註2: 產品規格內容變更，不另行通知，購買前請與代理商或經銷商諮詢產品最新規格資料。

備註3: 偵測溫度達到-30°C，啟動紅色LED過低溫警示，達到-35°C低溫，啟動停止系統運作，等溫度升回到-30°C以上，再恢復系統正常運作。

備註4: 偵測溫度達到+70°C，啟動紅色LED過高溫警示，達到+75°C高溫，啟動停止系統運作，等溫度降回到+70°C以下，再恢復系統正常運作。

**備註5: DC UPS系統的放電安培瓦數，會隨著電池的高低電壓(有沒飽電)與是否在同時充電與放電中的使用情況下產生變化，下列為本產品在不同的使用狀態下的建議放電安培瓦數(可搭配設備最大耗電量的評估參考):

5-1. 未充電狀態下，僅以電池直接放電，電池飽電狀態使用:本產品的最大放電安培瓦數為6A/75W。

5-2. 未充電狀態下，僅以電池直接放電，電池未飽電狀態使用:本產品的最大放電安培瓦數為3.5A/40W。

5-3. 未充電狀態下，僅以電池直接放電，電池未飽電且低電壓狀態使用:本產品的最大放電安培瓦數為3A/36W。

5-4. 充電狀態下，同時充電與放電運作，電池飽電狀態使用:本產品的最大放電安培瓦數為6A/75W。

5-5. 充電狀態下，同時充電與放電運作，電池未飽電狀態使用:本產品的最大放電安培瓦數為4A/50W。

5-6. 充電狀態下，同時充電與放電運作，電池未飽電且低電壓狀態使用:本產品的最大放電安培瓦數為3.5A/40W。

下載:勁電科技DC UPS磷酸鋰鐵C-LiFePO4 Lithium電池放電瓦數定義

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