UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是(shi)一種含有(you)儲能(neng)裝(zhuang)置，以逆變器(qi)為主要(yao)組成部分的(de)恒(heng)壓(ya)恒(heng)頻的(de)不間斷電(dian)源(yuan)。主要(yao)用于給單臺計(ji)算(suan)機(ji)、計(ji)算(suan)機(ji)網絡(luo)系(xi)統或(huo)其它電(dian)力電(dian)子設備提供(gong)(gong)不間斷的(de)電(dian)力供(gong)(gong)應(ying)(ying)。當(dang)市(shi)電(dian)輸入正常(chang)(chang)時，UPS 將(jiang)市(shi)電(dian)穩(wen)壓(ya)后供(gong)(gong)應(ying)(ying)給負載(zai)(zai)使用，此時的(de)UPS就是(shi)一臺交(jiao)流市(shi)電(dian)穩(wen)壓(ya)器(qi)，同時它還向機(ji)內(nei)電(dian)池(chi)充電(dian)；當(dang)市(shi)電(dian)中斷（事故停電(dian)）時, UPS 立即將(jiang)機(ji)內(nei)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)能(neng),通過逆變轉換的(de)方法向負載(zai)(zai)繼續(xu)供(gong)(gong)應(ying)(ying)220V交(jiao)流電(dian)，使負載(zai)(zai)維持正常(chang)(chang)工(gong)作并保護負載(zai)(zai)軟、硬件(jian)不受損(sun)壞。

UPS的功能與作用

UPS是不間斷電源(Uninterruptible Power System)的(de)英文名稱的(de)縮寫，它(ta)伴(ban)隨著計(ji)(ji)算機(ji)(ji)的(de)誕(dan)生而出現，是(shi)計(ji)(ji)算機(ji)(ji)常用的(de)外圍設備(bei)之(zhi)一。實際上，UPS是(shi)一(yi)種含有儲能裝置，并以逆變(bian)器為(wei)主要組成部分的恒壓恒額的不間斷電源。UPS在其發展初期，僅(jin)被視為一種備(bei)(bei)用電源。后來(lai)，由于電壓(ya)(ya)(ya)浪涌、電壓(ya)(ya)(ya)尖峰、電壓(ya)(ya)(ya)瞬變、電壓(ya)(ya)(ya)跌落(luo)、持續過壓(ya)(ya)(ya)或者欠壓(ya)(ya)(ya)甚至電壓(ya)(ya)(ya)中斷等電網質量問(wen)題，使計(ji)算機等設備(bei)(bei)的電子系統受到干擾，造成敏(min)感(gan)元件受損(sun)、信息丟失、磁(ci)盤程序被沖掉等嚴重(zhong)后果(guo)，引(yin)起巨大的經濟損(sun)失。因此，UPS日益受到重視，并逐漸發展成一種(zhong)具備穩壓、穩頻(pin)、濾波、抗(kang)電磁和(he)射頻(pin)干擾、防電壓浪涌(yong)等(deng)功(gong)能的(de)電力保護系統。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電(dian)源(yuan)設備(bei)，其輸出功(gong)率從(cong)500VA到3000kVA不等(deng)。當有市電供給UPS的時候，UPS對(dui)市電進行穩(wen)壓(220V±5%)后為計算機供電(dian)。此時的(de)UPS就(jiu)是一臺(tai)交流市電(dian)穩壓器(qi)，同時(shi)它(ta)還(huan)向(xiang)機內電(dian)池充電(dian)。因(yin)UPS設計(ji)的不同，UPS適應的范(fan)圍也不(bu)同，UPS輸出電壓在±10-15%的(de)變(bian)化一般屬正常(chang)的(de)計(ji)算機使用(yong)電壓。當市(shi)電異常(chang)或者中斷(duan)時，UPS立即(ji)將(jiang)機(ji)(ji)內電池的(de)電能通過逆(ni)變轉(zhuan)換供給計算(suan)機(ji)(ji)系統，以維持計算(suan)機(ji)(ji)系統的(de)正常工作并保(bao)護計算(suan)機(ji)(ji)的(de)軟硬件(jian)不受損失。

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UPS的分類與特點

UPS電源按其工(gong)作(zuo)方式可分為后(hou)備(bei)式和在(zai)線式兩大類(lei)，按其輸出波(bo)形又(you)可分為方波(bo)輸出和正弦波(bo)輸出兩種。后(hou)備(bei)式UPS電源(yuan)在市(shi)電正常(chang)供電時，市(shi)電通過交流(liu)旁路(lu)通道再經轉(zhuan)換開關直接向負載提供電源(yuan)，機內的(de)逆(ni)變器處于停止工作狀態。這種(zhong)UPS電(dian)源(yuan)在(zai)實質上(shang)相當(dang)于一(yi)臺穩壓(ya)(ya)性能(neng)極(ji)差的市(shi)電(dian)穩壓(ya)(ya)器。它(ta)除了(le)對市(shi)電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)的幅度波動有所改(gai)善外，對市(shi)電(dian)電(dian)壓(ya)(ya)的頻率不穩、波形畸(ji)變以及從(cong)電(dian)網串入的干(gan)擾等不良影響基本上(shang)沒有任何改(gai)善。只(zhi)有當(dang)市(shi)電(dian)供電(dian)中斷或低于170V時，蓄電池才對UPS的逆變器供(gong)(gong)電，并向負載提供(gong)(gong)穩(wen)壓、穩(wen)頻的交流電源。后(hou)備(bei)式UPS電源(yuan)的(de)優點(dian)是運(yun)行效率(lv)高、噪音低、價(jia)格相(xiang)對(dui)(dui)便宜，主要適用于市電波動不大、對(dui)(dui)供電質量(liang)要求不高的(de)場合(he)。

在線式UPS電(dian)(dian)源(yuan)在市(shi)電(dian)(dian)正(zheng)常(chang)供(gong)電(dian)(dian)時(shi)，首(shou)先將市(shi)電(dian)(dian)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)變成直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)，然后(hou)進行脈寬調制、濾波，再將直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)重新(xin)變成交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)，即它平時(shi)是由交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)經整流(liu)(liu)(liu)后(hou)又以(yi)逆變器方(fang)式(shi)向(xiang)負載提供(gong)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)。一旦市(shi)電(dian)(dian)中(zhong)斷，立即改由蓄電(dian)(dian)池以(yi)逆變器方(fang)式(shi)對負載提供(gong)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)。因此，對在線式(shi)UPS電源而言，在(zai)正(zheng)常情(qing)況下，無論(lun)有無市電，它總(zong)是由UPS電(dian)源的逆變器對負載(zai)供電(dian)，這樣就避免了(le)所有由市電(dian)電(dian)網電(dian)壓(ya)波動及干擾帶(dai)來(lai)的影響。顯而(er)易見，在線式UPS電源的(de)供電質量明顯優于后備(bei)式UPS電源(yuan)，因為(wei)它可以實現(xian)對負載的穩(wen)頻(pin)、穩(wen)壓供電，且在由市(shi)電供電轉換到蓄電池供電時，其(qi)轉換時間為(wei)零。

方波輸(shu)出的UPS電源帶負載能力差(負載量僅為額定負載的40-60%)，不能(neng)帶(dai)電感(gan)性負(fu)載(zai)(zai)。如所帶(dai)的(de)負(fu)載(zai)(zai)過大，方波輸出電壓(ya)中包含(han)的(de)三次諧(xie)波成份將使流(liu)人負(fu)載(zai)(zai)中的(de)容性電流(liu)增大，嚴重時會損(sun)壞負(fu)載(zai)(zai)的(de)電源濾(lv)波電容。正弦波輸出的(de)UPS電源的輸出電壓波(bo)形畸變度與負載(zai)量之間的關系沒有方(fang)波(bo)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(dian)源，當它們處于逆變器(qi)供電(dian)狀態時，除非迫不得已，一般不要(yao)滿(man)載(zai)或超載(zai)運行，否(fou)則會使UPS電源的(de)故障率明顯增多。

UPS與負載的匹配

有的UPS用瓦(W)或(huo)者千瓦(kw)來(lai)表示其輸(shu)出功率，如500W、1kw等;有的UPS用伏安(VA)或者(zhe)千伏(fu)安(kVA)來表(biao)示其輸出功率(lv)大小(xiao)，如3000VA、5kVA等。VA與W的(de)(de)一般(ban)換算關系為：瓦是(shi)伏安的(de)(de)0.8倍，如3kVA=2.4kw。UPS是線負載供電用(yong)的，每一種(zhong)UPS都有(you)特定的(de)輸(shu)出(chu)功率能力。如3kVA的UPS，其(qi)最(zui)大輸出(chu)功率是3kVA或者2.4kw，此時就要求(qiu)接(jie)到(dao)這臺UPS上的設(she)備的耗電功率總和不能超過2.4千瓦。通(tong)常(chang)設備(bei)都(dou)標明(ming)了耗電功率(或(huo)者額定功(gong)率(lv))，此時(shi)就應當使所(suo)有接到UPS上的設備的額定功率加起來不超過(guo)UPS的輸出功率，這(zhe)種方法通常就叫做UPS輸出(chu)功(gong)率(lv)(lv)與負(fu)載耗電功(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)匹配。但有些設(she)備(bei)的(de)(de)啟動功(gong)率(lv)(lv)是額定功(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)3-5倍(例(li)如打印(yin)機的額定功率為200W，則在計算(suan)負載匹配(pei)時要按(an)5×200W=1000W進行(xing)折算)。除了打印機以外的其他(ta)計算機外部設備，通常啟動(dong)功率(lv)略(lve)大于額(e)定功率(lv)，故考(kao)慮匹配(pei)時最好(hao)按UPS輸(shu)出功率的80%進(jin)行負載匹配。

標準的UPS未加外接電(dian)池前，在它的輸出功率與負載耗電(dian)功率完全匹配(即全負載)的情況下，一(yi)般從市電(dian)中斷(duan)時算(suan)起可供(gong)電(dian)約6-10分鐘(具體(ti)數值(zhi)每個型號的UPS說明(ming)書上都有(you)記載)。如果以負載耗(hao)電功率只有UPS輸出功(gong)率(lv)的一(yi)半(ban)計算(習慣(guan)叫半(ban)負載或者50%負載率，如(ru)1000W的(de)UPS接入500W的負載)，則(ze)可供電12-25分鐘，不(bu)同(tong)負載量(liang)時的UPS供電時(shi)間大約可參照(zhao)負載(zai)減半(ban)時(shi)間加(jia)倍的方式計算(suan)。使(shi)用注意事項正確(que)使(shi)用UPS電(dian)源(yuan)，不但可(ke)以減少(shao)UPS發生故障(zhang)的機(ji)會，而且能夠有效地延長其使(shi)用(yong)壽(shou)命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使用(yong)UPS電源時，應嚴(yan)格遵守(shou)廠家的產品說(shuo)明書(shu)的有(you)關規(gui)定，保證UPS所接市電的火(huo)線、零線順序符合要求。

(2)配備(bei)UPS的(de)主要目的(de)是防止由于突(tu)然(ran)停電而導致計算(suan)機丟失信(xin)息(xi)和破壞硬盤(pan)，但有些設備工作時是并不(bu)害(hai)怕突(tu)然(ran)停電的(de)(如打印機(ji)等)。為了節(jie)省UPS的能源，打印機可以考慮不(bu)必(bi)經過UPS而直接(jie)接(jie)入市電(dian)。如果是網絡系統，可(ke)考慮(lv)UPS只供(gong)電(dian)給主機(ji)(或者服(fu)務器)及其有關部分(fen)。這樣(yang)可保(bao)證(zheng)UPS既能(neng)夠用(yong)到最重(zhong)要(yao)的設(she)備上，又能(neng)節省投資。

(3)不(bu)要超負載使(shi)用(yong)UPS。UPS電源(yuan)的最大負載量(liang)(liang)應該是其標稱負載量(liang)(liang)的80%(如1000w的UPS，按80%負載率(lv)即800W去匹(pi)配負載：1000VA的UPS按80%換算成800W之后再按(an)80%負(fu)載率即640W去匹配負(fu)載)。如果超載使(shi)用，在逆變狀態下，常造(zao)成逆變三(san)極(ji)管的擊穿。此外，在使(shi)用UPS時(shi)，嚴禁接諸如日光燈之類的(de)感性負載(zai)，而(er)只(zhi)能接純電用或較小(xiao)的(de)電容性負載(zai)。

(4)開關機(ji)時應當(dang)注(zhu)意開關機(ji)的順序：開機(ji)時先(xian)開UPS，稍后(最好是(shi)滯后1-2分鐘，讓UPS充(chong)分(fen)進入(ru)工作狀態)再(zai)開(kai)通(tong)負(fu)(fu)載(zai)的電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)(guan)，而且負(fu)(fu)載(zai)的電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)(guan)要一(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)個(ge)地去開(kai)通(tong)：關(guan)(guan)機時順序正好相反，先一(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)個(ge)地關(guan)(guan)掉負(fu)(fu)載(zai)的電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)(guan)，再(zai)關(guan)(guan)掉UPS。UPS要長期處于開機(ji)狀態，而計(ji)算機(ji)等負(fu)載(zai)(zai)則每次要用(yong)才開機(ji)，用(yong)完(wan)后只(zhi)要關掉計(ji)算機(ji)等負(fu)載(zai)(zai)的(de)電源開關即可(ke)。

(5)不(bu)要(yao)頻繁關閉和開(kai)啟UPS電源。

一般要求在關閉UPS電源后，至少要等待6秒鐘后才能再開啟UPS電(dian)源，否則，UPS電源可能(neng)處于“啟動失(shi)敗(bai)”的狀(zhuang)態(tai)，即UPS電(dian)源處于既無市電(dian)輸(shu)出又無逆變器輸(shu)出的不正常狀(zhuang)態。

(6)UPS內電池內的電能有(you)可能因(yin)某種原因(yin)而耗(hao)盡或者接近耗(hao)盡。為了補償電池能量和提高電池壽命，UPS要進行及時的(de)、較長(chang)時間的(de)連續充電(通常不少于48小時，可以帶(dai)或者不(bu)帶(dai)負載)，以避免由(you)于電池衰(shuai)竭而(er)引起故障(zhang)。新(xin)購置或存(cun)放很久的UPS，在使用前(qian)，應先(xian)充電12小時。長期存放不用(yong)的(de)UPS，每隔3個月，充電(dian)12小時，若處于高溫地區，每隔2個(ge)月充電一次。UPS不充電(dian)就使用，會損壞蓄電(dian)池。