UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是(shi)一(yi)(yi)種含有儲能(neng)裝(zhuang)置，以逆(ni)變(bian)器為主要(yao)組成部分的(de)恒壓恒頻的(de)不間斷(duan)電(dian)(dian)源。主要(yao)用于給單臺計(ji)算(suan)機(ji)(ji)、計(ji)算(suan)機(ji)(ji)網(wang)絡系(xi)統或其它電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)子設備提供(gong)不間斷(duan)的(de)電(dian)(dian)力(li)(li)供(gong)應(ying)。當市(shi)電(dian)(dian)輸入正常(chang)時(shi)，UPS 將市(shi)電(dian)(dian)穩壓后供(gong)應(ying)給負載(zai)(zai)使用，此時(shi)的(de)UPS就是(shi)一(yi)(yi)臺交(jiao)流(liu)市(shi)電(dian)(dian)穩壓器，同時(shi)它還(huan)向機(ji)(ji)內電(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)；當市(shi)電(dian)(dian)中(zhong)斷(duan)（事故停電(dian)(dian)）時(shi), UPS 立即(ji)將機(ji)(ji)內電(dian)(dian)池(chi)的(de)電(dian)(dian)能(neng),通過逆(ni)變(bian)轉換的(de)方法向負載(zai)(zai)繼續供(gong)應(ying)220V交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)，使負載(zai)(zai)維(wei)持正常(chang)工作(zuo)并保護負載(zai)(zai)軟、硬件(jian)不受損壞。

UPS的功能與作用

UPS是不間斷電源(Uninterruptible Power System)的英(ying)文名稱(cheng)的縮寫，它伴隨著計(ji)算機(ji)(ji)的誕生(sheng)而出現(xian)，是(shi)計(ji)算機(ji)(ji)常用的外(wai)圍設備之一。實際上，UPS是一(yi)種含(han)有儲能(neng)裝置(zhi)，并(bing)以逆變器(qi)為主要組成部分(fen)的恒壓恒額的不(bu)間斷電源(yuan)。UPS在其發(fa)展初期，僅被視為一(yi)種(zhong)備用電源。后(hou)來，由(you)于電壓(ya)浪(lang)涌、電壓(ya)尖峰、電壓(ya)瞬變、電壓(ya)跌落、持續過壓(ya)或者欠壓(ya)甚至電壓(ya)中(zhong)斷等電網質(zhi)量問(wen)題(ti)，使計算(suan)機等設(she)備的(de)電子系統受到干擾，造成敏感(gan)元件受損(sun)、信息丟失(shi)、磁(ci)盤程序被沖掉等嚴重(zhong)后(hou)果，引起(qi)巨大的(de)經濟損(sun)失(shi)。因此(ci)，UPS日益受(shou)到重視，并逐漸發展(zhan)成(cheng)一種具備穩(wen)壓、穩(wen)頻、濾波、抗電(dian)(dian)磁和射(she)頻干擾(rao)、防電(dian)(dian)壓浪涌等(deng)功能的電(dian)(dian)力保護(hu)系統。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電源設備，其輸出功(gong)率從500VA到(dao)3000kVA不等。當有市(shi)電供(gong)給UPS的時候，UPS對市(shi)電進行(xing)穩壓(220V±5%)后為(wei)計算機供電。此時的UPS就是(shi)一(yi)臺交流(liu)市電穩壓(ya)器，同時它還向機(ji)內電池(chi)充電。因(yin)UPS設計的不同，UPS適應的范圍(wei)也不(bu)同，UPS輸出電壓(ya)在±10-15%的變化一般屬正(zheng)常(chang)的計算機使用電壓。當市電異常(chang)或者(zhe)中斷時，UPS立(li)即將機(ji)內電池的(de)電能通過(guo)逆(ni)變轉換供給(gei)計算(suan)(suan)機(ji)系統，以維持計算(suan)(suan)機(ji)系統的(de)正常工作并保護計算(suan)(suan)機(ji)的(de)軟硬(ying)件不受損(sun)失。

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UPS的分類與特點

UPS電(dian)源(yuan)按(an)其(qi)工作(zuo)方式(shi)可(ke)分(fen)為(wei)后(hou)備式(shi)和(he)在線式(shi)兩(liang)大類(lei)，按(an)其(qi)輸(shu)(shu)出波形又可(ke)分(fen)為(wei)方波輸(shu)(shu)出和(he)正弦(xian)波輸(shu)(shu)出兩(liang)種。后(hou)備式(shi)UPS電(dian)源在市電(dian)正常供電(dian)時，市電(dian)通過交流旁路(lu)通道再經轉(zhuan)換開關直接向(xiang)負(fu)載提供電(dian)源，機(ji)內的逆變器處(chu)于停止(zhi)工作狀(zhuang)態(tai)。這種(zhong)UPS電源在實(shi)質上相當于一臺穩壓性能極差的市(shi)電穩壓器(qi)。它除了對市(shi)電電壓的幅度波動有(you)(you)所改善外，對市(shi)電電壓的頻率不穩、波形畸變以及從電網(wang)串(chuan)入的干(gan)擾(rao)等不良影響(xiang)基本(ben)上沒有(you)(you)任何改善。只(zhi)有(you)(you)當市(shi)電供電中斷(duan)或低于170V時，蓄電(dian)池才對UPS的(de)逆變器供電，并向負載提供穩壓、穩頻的(de)交流電源(yuan)。后備式UPS電(dian)源(yuan)的(de)優(you)點是運(yun)行(xing)效(xiao)率高(gao)、噪音(yin)低、價格相對便宜，主(zhu)要適用于市電(dian)波動不(bu)大、對供電(dian)質量(liang)要求不(bu)高(gao)的(de)場(chang)合。

在線式UPS電(dian)(dian)源(yuan)在市電(dian)(dian)正常供(gong)電(dian)(dian)時(shi)，首先將市電(dian)(dian)交流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)變成直流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)，然后進行脈寬調制(zhi)、濾波，再(zai)將直流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)重(zhong)新變成交流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)，即它平(ping)時(shi)是(shi)由交流(liu)電(dian)(dian)經(jing)整流(liu)后又以(yi)逆變器方(fang)式向負(fu)載(zai)提供(gong)交流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)。一(yi)旦(dan)市電(dian)(dian)中斷，立即改由蓄(xu)電(dian)(dian)池以(yi)逆變器方(fang)式對負(fu)載(zai)提供(gong)交流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)。因(yin)此，對在線式UPS電(dian)源而言，在(zai)正常情況下，無(wu)論有無(wu)市電(dian)，它總是由UPS電(dian)源的逆變器(qi)對負(fu)載供(gong)電(dian)，這樣就(jiu)避免了(le)所有由(you)市電(dian)電(dian)網電(dian)壓波動及干(gan)擾帶來的影響。顯而易見，在線式(shi)UPS電源(yuan)的供電質量明顯優于后備式UPS電(dian)(dian)源(yuan)，因為它可以實現(xian)對負載的穩頻、穩壓供(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)，且在由市(shi)電(dian)(dian)供(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)轉換(huan)到蓄電(dian)(dian)池供(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)時，其轉換(huan)時間為零。

方波輸(shu)出的(de)UPS電源帶(dai)負載能力差(負(fu)載量(liang)僅為額定(ding)負(fu)載的(de)40-60%)，不能帶電(dian)感(gan)性(xing)負載(zai)。如所帶的(de)負載(zai)過大，方波(bo)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)中(zhong)包(bao)含的(de)三次諧波(bo)成份將(jiang)使流(liu)(liu)人負載(zai)中(zhong)的(de)容性(xing)電(dian)流(liu)(liu)增大，嚴(yan)重時(shi)會損壞(huai)負載(zai)的(de)電(dian)源(yuan)濾波(bo)電(dian)容。正弦(xian)波(bo)輸(shu)出(chu)的(de)UPS電源的(de)輸出電壓波形畸(ji)變度與負載(zai)量之(zhi)間的(de)關系(xi)沒有(you)方波輸出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，當它們(men)處(chu)于逆變器(qi)供電狀態時，除非迫不(bu)得已(yi)，一般不(bu)要滿載或超載運行，否(fou)則(ze)會使UPS電源的(de)故障(zhang)率明顯增多(duo)。

UPS與負載的匹配

有的UPS用瓦(W)或者(zhe)千瓦(kw)來表示其輸出功(gong)率，如500W、1kw等;有(you)的UPS用伏安(VA)或(huo)者千伏(fu)安(kVA)來表示其輸出功率大小(xiao)，如3000VA、5kVA等。VA與(yu)W的(de)一般換算關(guan)系為：瓦是伏安的(de)0.8倍，如(ru)3kVA=2.4kw。UPS是線(xian)負載供電用的，每一種UPS都有特定的輸出功率能力。如3kVA的UPS，其最大輸(shu)出功率(lv)是3kVA或者2.4kw，此(ci)時就要(yao)求接到這(zhe)臺(tai)UPS上的設備的耗電功率(lv)總和(he)不能(neng)超過2.4千瓦。通常設備都標明(ming)了耗電(dian)功率(lv)(或者額定功率)，此時就應當使所有接到UPS上的設(she)備的額(e)定功(gong)率加起來不超過UPS的輸(shu)出功(gong)率，這種方法通常就叫做UPS輸出功率與(yu)負載耗電功率的匹配。但有些設備的啟(qi)動功率是額定功率的3-5倍(bei)(例如打印機的額定(ding)功率為200W，則在計算負(fu)載匹配時要按5×200W=1000W進行折算(suan))。除了打印機以外的其(qi)他計算機外部設備，通常啟動功率(lv)略大于額定(ding)功率(lv)，故考慮匹配時最好按(an)UPS輸出(chu)功率的80%進行負載匹配。

標準的UPS未加外接(jie)電池(chi)前，在它的(de)輸出功率(lv)與負載耗電功率(lv)完全(quan)匹配(即全負載)的情況下，一般從市電(dian)中斷時算起可供電(dian)約6-10分(fen)鐘(具(ju)體數(shu)值每個(ge)型號的UPS說(shuo)明書上都有記載)。如果以負載(zai)耗電(dian)功率只有UPS輸(shu)出功(gong)率的一半計算(suan)(習(xi)慣(guan)叫(jiao)半負載(zai)或者(zhe)50%負(fu)載率，如1000W的(de)UPS接入500W的負載)，則(ze)可供電12-25分鐘，不同(tong)負(fu)載量時的UPS供電時間大約可參照負載減半時間加倍的方式(shi)計(ji)算。使(shi)用注意事項正確使(shi)用UPS電源，不(bu)但可(ke)以(yi)減少UPS發生故障(zhang)的機會，而且能夠有效(xiao)地延長其(qi)使用壽命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使用UPS電(dian)源時，應(ying)嚴格遵守(shou)廠家的(de)產品說明書(shu)的(de)有關規定(ding)，保證(zheng)UPS所接(jie)市(shi)電的火線、零線順序符合要求。

(2)配備UPS的(de)主要目的(de)是防止由(you)于突(tu)然(ran)停電(dian)而導致計算機(ji)丟失信息和(he)破壞硬盤(pan)，但有些(xie)設備工作(zuo)時是并不害怕突(tu)然(ran)停電(dian)的(de)(如打(da)印(yin)機(ji)等)。為了節省UPS的能(neng)源，打印(yin)機可以(yi)考慮不必經過UPS而(er)直接(jie)接(jie)入市電。如果(guo)是(shi)網絡系統，可考(kao)慮UPS只供(gong)電給主機(或者服(fu)務(wu)器)及其(qi)有(you)關部分。這(zhe)樣可保證(zheng)UPS既能夠用到最(zui)重(zhong)要(yao)的設備(bei)上，又能節省投資(zi)。

(3)不要(yao)超負載使(shi)用UPS。UPS電源的(de)最大負載量應該(gai)是(shi)其(qi)標稱(cheng)負載量的(de)80%(如1000w的(de)UPS，按80%負載率即800W去匹(pi)配負載：1000VA的UPS按80%換算成(cheng)800W之(zhi)后再按(an)80%負載率即640W去匹配負載)。如果超載使用，在逆變狀態下，常造成逆變三極管(guan)的(de)擊(ji)穿。此外，在使用UPS時，嚴禁接諸如日光燈(deng)之(zhi)類的感性負(fu)載(zai)，而只能接純電用或較小(xiao)的電容性負(fu)載(zai)。

(4)開關(guan)機時(shi)(shi)應當注意開關(guan)機的順(shun)序(xu)：開機時(shi)(shi)先開UPS，稍后(最好(hao)是滯后1-2分鐘，讓UPS充(chong)分進入工作狀態)再開(kai)(kai)通負載的電源開(kai)(kai)關(guan)，而且負載的電源開(kai)(kai)關(guan)要一個(ge)一個(ge)地去(qu)開(kai)(kai)通：關(guan)機時順序正好(hao)相反，先一個(ge)一個(ge)地關(guan)掉(diao)負載的電源開(kai)(kai)關(guan)，再關(guan)掉(diao)UPS。UPS要長期處于開(kai)機(ji)(ji)狀態，而計算機(ji)(ji)等負(fu)載則每次要用(yong)才開(kai)機(ji)(ji)，用(yong)完后只要關(guan)掉計算機(ji)(ji)等負(fu)載的電(dian)源開(kai)關(guan)即(ji)可。

(5)不要(yao)頻繁關閉和開啟UPS電源(yuan)。

一般要求在關閉UPS電源后，至少要等待6秒鐘后才能再開啟UPS電源，否則，UPS電源可(ke)能處(chu)于“啟動失敗”的狀態，即UPS電源處于既無市電輸(shu)(shu)出又無逆(ni)變器輸(shu)(shu)出的不正常狀態。

(6)UPS內電(dian)池(chi)內的電(dian)能(neng)有可能(neng)因某種原因而耗盡(jin)或者接近耗盡(jin)。為了補償(chang)電(dian)池(chi)能(neng)量和提高電(dian)池(chi)壽命，UPS要進行及時的、較長時間的連(lian)續充電(通常(chang)不(bu)少于48小時，可(ke)以帶或(huo)者不(bu)帶負(fu)載)，以(yi)避免由于電池衰竭而引起故障。新購置或存放很久的UPS，在使用前(qian)，應先充電12小時。長期存放不(bu)用的UPS，每隔3個月，充電12小時，若(ruo)處于(yu)高溫地區(qu)，每隔2個月充電一次。UPS不充(chong)電就使用(yong)，會(hui)損壞(huai)蓄電池(chi)。