UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一(yi)種含有儲能裝置，以逆(ni)變器為主要(yao)組成(cheng)部分的(de)恒壓(ya)恒頻的(de)不(bu)間(jian)(jian)斷電(dian)(dian)源。主要(yao)用于給單臺(tai)(tai)計算(suan)機、計算(suan)機網絡系(xi)統或其它電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子設備提供(gong)不(bu)間(jian)(jian)斷的(de)電(dian)(dian)力(li)供(gong)應。當(dang)市(shi)電(dian)(dian)輸入正(zheng)(zheng)常時(shi)(shi)，UPS 將市(shi)電(dian)(dian)穩壓(ya)后供(gong)應給負載(zai)(zai)使用，此時(shi)(shi)的(de)UPS就(jiu)是一(yi)臺(tai)(tai)交流(liu)市(shi)電(dian)(dian)穩壓(ya)器，同時(shi)(shi)它還向(xiang)機內(nei)電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)；當(dang)市(shi)電(dian)(dian)中斷（事(shi)故停電(dian)(dian)）時(shi)(shi), UPS 立即將機內(nei)電(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)能,通過逆(ni)變轉換的(de)方(fang)法向(xiang)負載(zai)(zai)繼(ji)續供(gong)應220V交流(liu)電(dian)(dian)，使負載(zai)(zai)維(wei)持正(zheng)(zheng)常工作并保護負載(zai)(zai)軟、硬件不(bu)受損(sun)壞。

UPS的功能與作用

UPS是(shi)不(bu)間斷電源(Uninterruptible Power System)的英文名稱的縮寫，它伴隨(sui)著計算機的誕生而出(chu)現，是(shi)計算機常用(yong)的外圍設備之一(yi)。實際上，UPS是一種含有儲能裝置，并以逆變器為主要組成部分的恒壓恒額的不間斷電(dian)源。UPS在其發展初(chu)期，僅被(bei)視(shi)為一種備用電(dian)(dian)源。后來，由于電(dian)(dian)壓(ya)浪涌、電(dian)(dian)壓(ya)尖(jian)峰、電(dian)(dian)壓(ya)瞬變、電(dian)(dian)壓(ya)跌落、持續(xu)過壓(ya)或(huo)者欠壓(ya)甚至電(dian)(dian)壓(ya)中斷等(deng)電(dian)(dian)網質量問題(ti)，使計算機(ji)等(deng)設備的(de)(de)電(dian)(dian)子系(xi)統受(shou)到干擾，造成(cheng)敏感元件受(shou)損、信息丟失、磁盤程序(xu)被(bei)沖掉等(deng)嚴(yan)重(zhong)后果，引(yin)起巨大的(de)(de)經濟損失。因此(ci)，UPS日益(yi)受到重視，并(bing)逐漸發展成一(yi)種具(ju)備穩壓(ya)、穩頻、濾波、抗電(dian)磁(ci)和射(she)頻干擾、防電(dian)壓(ya)浪涌等功能的電(dian)力保護系(xi)統。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電源設備，其輸(shu)出功率從500VA到3000kVA不等。當有市電供給UPS的(de)時(shi)候，UPS對市(shi)電(dian)進行穩壓(220V±5%)后為計算機供電(dian)。此時的UPS就是(shi)一臺交(jiao)流市電(dian)穩壓(ya)器，同(tong)時它還(huan)向(xiang)機內電(dian)池充電(dian)。因UPS設計的不(bu)同，UPS適應的范圍也不同，UPS輸出(chu)電壓在±10-15%的變化一般屬正常的計算機使用電(dian)(dian)壓。當市電(dian)(dian)異常或者中斷時，UPS立即(ji)將(jiang)機(ji)內電池的(de)(de)電能通過逆變轉換供(gong)給計(ji)算(suan)機(ji)系統(tong)，以維持計(ji)算(suan)機(ji)系統(tong)的(de)(de)正常(chang)工(gong)作并保(bao)護計(ji)算(suan)機(ji)的(de)(de)軟硬件不受損失。

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UPS的分類與特點

UPS電源按其(qi)工(gong)作方(fang)式(shi)可分(fen)為后備式(shi)和在線式(shi)兩大類，按其(qi)輸(shu)出波(bo)(bo)形又可分(fen)為方(fang)波(bo)(bo)輸(shu)出和正弦波(bo)(bo)輸(shu)出兩種。后備式(shi)UPS電源在市電正常供電時，市電通過(guo)交流旁路通道再經(jing)轉換開關直(zhi)接(jie)向負載提供電源，機內的(de)逆(ni)變(bian)器處于停止工作狀(zhuang)態。這種UPS電(dian)(dian)源在實(shi)質上(shang)(shang)相當(dang)于一臺穩(wen)壓(ya)性能極(ji)差的市(shi)電(dian)(dian)穩(wen)壓(ya)器(qi)。它除了對市(shi)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)的幅(fu)度波動有所改善(shan)外，對市(shi)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)的頻率不穩(wen)、波形畸變(bian)以及從電(dian)(dian)網串入(ru)的干擾等不良影響基本(ben)上(shang)(shang)沒有任(ren)何改善(shan)。只(zhi)有當(dang)市(shi)電(dian)(dian)供電(dian)(dian)中斷或低于170V時，蓄(xu)電池才對UPS的逆變器供電，并向(xiang)負載(zai)提供穩(wen)壓(ya)、穩(wen)頻的交流電源。后備式UPS電(dian)源的優點(dian)是(shi)運行效率高、噪音低(di)、價格(ge)相對(dui)便(bian)宜，主(zhu)要(yao)(yao)適用于市電(dian)波動不大、對(dui)供電(dian)質量要(yao)(yao)求不高的場合。

在線式UPS電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)在市電(dian)(dian)(dian)(dian)正常供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)時，首先將市電(dian)(dian)(dian)(dian)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)變(bian)成直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，然后(hou)進(jin)行脈寬(kuan)調制、濾波，再將直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)重新變(bian)成交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，即(ji)它平時是由交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)經整流(liu)(liu)后(hou)又以逆變(bian)器(qi)方式向負載(zai)提供(gong)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)。一旦(dan)市電(dian)(dian)(dian)(dian)中(zhong)斷(duan)，立(li)即(ji)改(gai)由蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)以逆變(bian)器(qi)方式對負載(zai)提供(gong)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)。因此(ci)，對在線式UPS電源而言，在正常情況下，無論有(you)無市電，它(ta)總(zong)是由UPS電源的(de)逆(ni)變器對負載(zai)供(gong)電，這樣就避免了所有由(you)市電電網電壓波動及干擾帶來的(de)影響。顯(xian)而易見，在(zai)線式UPS電源(yuan)的供(gong)電質量明(ming)顯優于后備式UPS電(dian)(dian)源，因為它(ta)可以實現對負載的穩頻(pin)、穩壓供電(dian)(dian)，且在(zai)由市(shi)電(dian)(dian)供電(dian)(dian)轉換到蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)供電(dian)(dian)時，其轉換時間為零(ling)。

方波(bo)輸出(chu)的(de)UPS電源帶(dai)負(fu)載能力差(負(fu)載量僅為額定負(fu)載的40-60%)，不能帶電(dian)感性負載(zai)。如所(suo)帶的(de)(de)負載(zai)過大，方波(bo)輸出(chu)電(dian)壓中包含的(de)(de)三(san)次諧波(bo)成份將(jiang)使流人(ren)負載(zai)中的(de)(de)容(rong)性電(dian)流增大，嚴重時會損(sun)壞(huai)負載(zai)的(de)(de)電(dian)源濾波(bo)電(dian)容(rong)。正弦波(bo)輸出(chu)的(de)(de)UPS電(dian)源的輸出(chu)電(dian)壓波形畸(ji)變度(du)與負(fu)載量之間(jian)的關系沒(mei)有方波輸出(chu)UPS電源那樣明顯，負載能力相對較強，并能帶微電感性負載。不管那種類型的UPS電源(yuan)，當它們處于逆變器(qi)供電狀態(tai)時，除非(fei)迫不得已，一般不要(yao)滿載(zai)或超(chao)載(zai)運行，否則會(hui)使UPS電源的故(gu)障率明顯增多。

UPS與負載的匹配

有的UPS用瓦(W)或者千瓦(wa)(kw)來(lai)表示其輸出功率，如500W、1kw等;有(you)的(de)UPS用伏安(VA)或者(zhe)千伏安(kVA)來表示其輸出功率大小，如3000VA、5kVA等。VA與W的一般換(huan)算關系為：瓦是伏(fu)安的0.8倍(bei)，如3kVA=2.4kw。UPS是線負載供電用的，每(mei)一種UPS都有(you)特定的輸出功率能力(li)。如3kVA的UPS，其最大輸(shu)出(chu)功率(lv)是3kVA或者2.4kw，此時就要求(qiu)接(jie)到這臺UPS上的(de)(de)設備的(de)(de)耗電功率總和不能超過2.4千瓦。通(tong)常設備都標(biao)明了耗(hao)電(dian)功率(或者額定功(gong)率(lv))，此時就應(ying)當使所有(you)接到UPS上的設備的額定(ding)功率加(jia)起來(lai)不超過UPS的輸(shu)出功率，這種(zhong)方法通常就叫(jiao)做(zuo)UPS輸出(chu)功率與負載耗電功率的(de)匹(pi)配。但有些設備的(de)啟動(dong)功率是額定功率的(de)3-5倍(例如(ru)打印(yin)機(ji)的額定功率為200W，則在計(ji)算負載匹配時要按5×200W=1000W進行折(zhe)算)。除(chu)了(le)打印機以外的其他計算(suan)機外部設備(bei)，通常啟動功(gong)率略大于(yu)額定功(gong)率，故考慮(lv)匹(pi)配時最好按UPS輸出(chu)功(gong)率的80%進行負載(zai)匹配。

標準的UPS未加外接電池前，在它的輸出功率與(yu)負載耗電功率完全匹(pi)配(即全負載)的情況下(xia)，一般(ban)從市電(dian)中斷時(shi)算起可供電(dian)約6-10分鐘(具體數值(zhi)每(mei)個型號的UPS說(shuo)明書(shu)上都有記載)。如果以負載(zai)耗電功率只有UPS輸出功率(lv)的一半計算(習慣(guan)叫半負載(zai)或者50%負載(zai)率，如1000W的UPS接入500W的負載)，則可供(gong)電12-25分鐘，不同(tong)負載量時的(de)UPS供電時(shi)間大約可(ke)參照(zhao)負載減半(ban)時(shi)間加(jia)倍的(de)方式計算。使(shi)用注意事項(xiang)正確使(shi)用UPS電源(yuan)，不但(dan)可以減少UPS發生故障的(de)機會，而且能夠有效地延長其使用壽命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使用UPS電源時，應嚴格遵(zun)守廠家的產品說明書(shu)的有關規定，保(bao)證(zheng)UPS所(suo)接市電的火線(xian)(xian)、零線(xian)(xian)順序符合要求(qiu)。

(2)配備UPS的(de)主要目(mu)的(de)是(shi)(shi)防(fang)止由于突然(ran)停電(dian)而導致(zhi)計算機丟失信息和破壞硬(ying)盤，但(dan)有些設備(bei)工作時是(shi)(shi)并不害(hai)怕突然(ran)停電(dian)的(de)(如打印機(ji)等)。為了節省UPS的能源(yuan)，打(da)印機可以考慮不必經過UPS而直(zhi)接接入市電。如(ru)果(guo)是網絡系統，可考(kao)慮UPS只供(gong)電(dian)給(gei)主機(或(huo)者服務器(qi))及其有關部分。這樣(yang)可保證UPS既能(neng)夠用到最重要(yao)的設備上，又能(neng)節(jie)省投資(zi)。

(3)不(bu)要超負載使用UPS。UPS電源的最大(da)負載量(liang)應該是(shi)其標稱(cheng)負載量(liang)的80%(如1000w的UPS，按(an)80%負載率(lv)即800W去匹配(pei)負載(zai)：1000VA的(de)UPS按80%換算成800W之后(hou)再按80%負載(zai)率即(ji)640W去匹(pi)配負(fu)載(zai))。如果(guo)超載使(shi)用(yong)，在逆變狀態下，常(chang)造成逆變三極(ji)管的擊穿。此外，在使(shi)用(yong)UPS時，嚴禁(jin)接諸如日光燈之類的(de)感性(xing)負載，而(er)只能接純電用或較小(xiao)的(de)電容性(xing)負載。

(4)開(kai)關(guan)機時(shi)應(ying)當注意(yi)開(kai)關(guan)機的順序(xu)：開(kai)機時(shi)先開(kai)UPS，稍后(最(zui)好是滯后1-2分鐘，讓(rang)UPS充分進入工作狀(zhuang)態(tai))再(zai)開通(tong)負載的(de)電源(yuan)開關(guan)(guan)，而且負載的(de)電源(yuan)開關(guan)(guan)要一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)地(di)(di)去(qu)開通(tong)：關(guan)(guan)機時順序正好相(xiang)反，先一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)地(di)(di)關(guan)(guan)掉負載的(de)電源(yuan)開關(guan)(guan)，再(zai)關(guan)(guan)掉UPS。UPS要長期(qi)處于開機狀態，而計(ji)算機等(deng)負載則每次(ci)要用才開機，用完后只要關掉(diao)計(ji)算機等(deng)負載的電源開關即(ji)可。

(5)不要頻繁關閉和開啟UPS電源。

一般要求在關閉UPS電源后，至少要等待6秒鐘后才(cai)能(neng)再開啟UPS電(dian)源，否則(ze)，UPS電源可(ke)能處于“啟動失敗”的(de)狀(zhuang)態，即UPS電源處于既無(wu)市電輸出又無(wu)逆變器輸出的(de)不(bu)正常(chang)狀態。

(6)UPS內(nei)電(dian)池(chi)內(nei)的電(dian)能有可(ke)能因某種原因而(er)耗盡或者接近耗盡。為(wei)了補償電(dian)池(chi)能量和(he)提高(gao)電(dian)池(chi)壽命，UPS要(yao)進行及(ji)時(shi)的(de)、較長時(shi)間的(de)連續充電(通常不少于(yu)48小時，可以帶(dai)或者不帶(dai)負(fu)載)，以避免(mian)由于(yu)電池(chi)衰竭而引(yin)起(qi)故障。新(xin)購置或(huo)存放很久(jiu)的UPS，在使用前，應(ying)先充電(dian)12小時。長期存放不用的UPS，每隔3個(ge)月，充電12小時，若處于高溫(wen)地區，每隔2個月充電一(yi)次。UPS不(bu)充電就使用，會損(sun)壞蓄電池。