什么是不間斷電源-UPS

UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過(guò)主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò )系統或其它電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩壓后供應給負載使用，此時(shí)的UPS就是一臺交流式電穩壓器，同時(shí)它還向機內電池充電；當市電中斷（事故停電）時(shí)， UPS 立即將電池的直流電能，通過(guò)逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過(guò)高或電壓過(guò)低都能提供保護。

不間斷電源-UPS的組成

UPS電源系統由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進(jìn)行AC/DC變換的整流器（REC），進(jìn)行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開(kāi)關(guān)整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發(fā)生變化時(shí)（該變化應滿(mǎn)足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來(lái)完成，由于整流器對瞬時(shí)脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來(lái)說(shuō)就像接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱(chēng)干擾的屏蔽。頻率的穩定則由變換器來(lái)完成，頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開(kāi)關(guān)，主機自檢故障后的自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)，檢修旁路開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)控制。

在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí)，給負載供電如圖所示，而且，同時(shí)給儲能電池充電；當突發(fā)停電時(shí)，UPS電源開(kāi)始工作，由儲能電池供給負載所需電源，維持正常的生產(chǎn)（如粗黑→所示）；當由于生產(chǎn)需要，負載嚴重過(guò)載時(shí)，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負載供電（如虛線(xiàn)所示）。

不間斷電源-UPS工作過(guò)程

當市電正常為380/220VAC時(shí)，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩定的220V或380V交流電壓，同時(shí)市電經(jīng)整流后對電池充電。當任何時(shí)候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過(guò)隔離二極管開(kāi)關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒(méi)有切換時(shí)間。當電池能量即將耗盡時(shí)，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點(diǎn)停止逆變器工作，長(cháng)鳴告警。不間斷電源還有過(guò)載保護功能，當發(fā)生超載（150%負載）時(shí)，跳到旁路狀態(tài)，并在負載正常時(shí)自動(dòng)返回。當發(fā)生嚴重超載（超過(guò)200%額定負載）時(shí)，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時(shí)前面輸入空氣開(kāi)關(guān)也可能跳閘。消除故障后，只要合上開(kāi)關(guān)，重新開(kāi)機即開(kāi)始恢復工作。

不間斷電源-UPS的分類(lèi)

UPS按工作原理分成后備式、在線(xiàn)式與在線(xiàn)互動(dòng)式三大類(lèi)。

其中，我們最常用的是后備式UPS，它具備了自動(dòng)穩壓、斷電保護等UPS最基礎也最重要的功能，雖然一般有10ms左右的轉換時(shí)間，但由于結構簡(jiǎn)單而具有價(jià)格便宜，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應用于微機、外設、POS機等領(lǐng)域。

后備式UPS電源又分為后備式正弦波輸出UPS電源和后備式方波輸出UPS電源。

后備式正弦波輸出UPS電源：?jiǎn)螜C輸出可做到0.25KW~2KW，當市電在170V~264V間變化時(shí)，向用戶(hù)提供經(jīng)調壓器處理的市電；當市電超出170V~264V范圍時(shí)，才由UPS提供高質(zhì)量的正弦波電源。

后備式方波輸出UPS電源：與后備式正弦波輸出UPS電源不同的只是為用戶(hù)提供50Hz方波電源。

在線(xiàn)式UPS結構較復雜，但性能完善，能解決所有電源問(wèn)題，如四通PS系列，其顯著(zhù)特點(diǎn)是能夠持續零中斷地輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問(wèn)題；由于需要較大的投資，通常應用在關(guān)鍵設備與網(wǎng)絡(luò )中心等對電力要求苛刻的環(huán)境中。

在線(xiàn)互動(dòng)式UPS，同后備式相比較，在線(xiàn)互動(dòng)式具有濾波功能，抗市電干擾能力很強，轉換時(shí)間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，所以能配備服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò )設備，或者用在電力環(huán)境較惡劣的地區。

不間斷電源-UPS的應用領(lǐng)域

不間斷電源現已廣泛應用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫院、計算機業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )設備、數據存儲設備、應急照明系統、鐵路、航運、交通、電廠(chǎng)、變電站、核電站、消防安全報警系統、無(wú)線(xiàn)通訊系統、程控交換機、移動(dòng)通訊、太陽(yáng)能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統、個(gè)人計算機等領(lǐng)域。

不間斷電源-UPS的優(yōu)點(diǎn)

不間斷電源的主要優(yōu)點(diǎn)，在于它的不間斷供電能力。在市電交流輸入正常時(shí)，UPS把交流電整流成直流電，然后再把直流電逆變成穩定無(wú)雜質(zhì)的交流電，給后級負載使用。一旦市電交流輸入異常，比如欠壓了或者停電了又或者頻率異常了，那么UPS會(huì )啟用備用能源-蓄電池，UPS的整流電路會(huì )關(guān)斷，相應的，會(huì )把蓄電池的直流電逆變成穩定無(wú)雜質(zhì)的交流電，繼續給后級負載使用。這就是UPS不間斷供電能力的由來(lái)。

當然，UPS的不間斷供電時(shí)間不是無(wú)限的，這個(gè)時(shí)間受制于蓄電池自身儲存能量的大小。如果發(fā)生交流停電，那么在UPS的蓄電池供電的寶貴時(shí)間內，您需要做的就是趕緊恢復交流電，比如啟用備用交流電回路、啟用油機發(fā)電，實(shí)在不行，就只能緊急存盤(pán)，保存勞動(dòng)成果，等待交流電恢復正常后再繼續。

不間斷電源-UPS注意事項

1）UPS的使用環(huán)境應注意通風(fēng)良好，利于散熱，并保持環(huán)境的清潔。

2）切勿帶感性負載，如點(diǎn)鈔機、日光燈、空調等，以免造成損壞。

3）UPS的輸出負載控制在60%左右為最佳，可靠性最高。

4）UPS帶載過(guò)輕（如1000VA的UPS帶100VA負載）有可能造成電池的深度放電，會(huì )降低電池的使用壽命，應盡量避免。

5）適當的放電，有助于電池的激活，如長(cháng)期不停市電，每隔三個(gè)月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次，這樣可以延長(cháng)電池的使用壽命。

6）對于多數小型UPS，上班再開(kāi)UPS，開(kāi)機時(shí)要避免帶載啟動(dòng)，下班時(shí)應關(guān)閉UPS；對于網(wǎng)絡(luò )機房的UPS，由于多數網(wǎng)絡(luò )是24小時(shí)工作的，所以UPS也必須全天候運行。

7）UPS放電后應及時(shí)充電，避免電池因過(guò)度自放電而損壞。

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