UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一種(zhong)含有儲(chu)能裝置，以逆變器為主(zhu)要組(zu)成(cheng)部(bu)分的(de)(de)恒壓(ya)恒頻的(de)(de)不間(jian)斷電(dian)源。主(zhu)要用于(yu)給單臺計算機(ji)、計算機(ji)網(wang)絡系統或其它(ta)電(dian)力電(dian)子設備提供(gong)不間(jian)斷的(de)(de)電(dian)力供(gong)應。當市(shi)電(dian)輸(shu)入正常時，UPS 將(jiang)市(shi)電(dian)穩壓(ya)后供(gong)應給負載(zai)使用，此時的(de)(de)UPS就是一臺交流市(shi)電(dian)穩壓(ya)器，同時它(ta)還(huan)向(xiang)機(ji)內(nei)電(dian)池(chi)充電(dian)；當市(shi)電(dian)中(zhong)斷（事故(gu)停電(dian)）時, UPS 立(li)即將(jiang)機(ji)內(nei)電(dian)池(chi)的(de)(de)電(dian)能,通過逆變轉換的(de)(de)方法向(xiang)負載(zai)繼續供(gong)應220V交流電(dian)，使負載(zai)維持(chi)正常工作并保護負載(zai)軟、硬件不受損壞。

UPS的功能與作用

UPS是不間(jian)斷(duan)電(dian)源(Uninterruptible Power System)的英文名稱的縮寫(xie)，它(ta)伴隨著(zhu)計算機的誕生而(er)出現，是計算機常用的外圍設備(bei)之一(yi)。實際上，UPS是一種含有(you)儲能裝置，并以逆變器為主(zhu)要組成部分的恒(heng)壓恒(heng)額(e)的不間斷電(dian)源。UPS在其發展初(chu)期(qi)，僅被視為一種備用電源。后來，由于(yu)電壓(ya)浪涌、電壓(ya)尖峰、電壓(ya)瞬變、電壓(ya)跌(die)落、持續過(guo)壓(ya)或者(zhe)欠壓(ya)甚至電壓(ya)中斷等電網質(zhi)量問題，使(shi)計(ji)算機等設備的電子系統受(shou)到干擾，造成敏感(gan)元件(jian)受(shou)損(sun)、信息(xi)丟失、磁盤程序(xu)被沖掉等嚴重后果，引(yin)起(qi)巨大的經濟損(sun)失。因此，UPS日益(yi)受到重視，并逐(zhu)漸發展(zhan)成一種具備(bei)穩壓(ya)、穩頻(pin)、濾波、抗(kang)電磁和射頻(pin)干(gan)擾、防電壓(ya)浪涌等功能的電力保護(hu)系統(tong)。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電源設備，其輸出功率(lv)從500VA到3000kVA不等。當有市電供(gong)給UPS的時候(hou)，UPS對市(shi)電進行穩壓(ya)(220V±5%)后為計算機供電。此(ci)時的UPS就是一臺交流市電(dian)穩(wen)壓器，同(tong)時(shi)它(ta)還向機內電(dian)池(chi)充電(dian)。因UPS設計的不(bu)同，UPS適應的范圍(wei)也不同(tong)，UPS輸出電壓(ya)在±10-15%的變化(hua)一(yi)般屬正常的計算(suan)機使用電壓。當市電異常或者中斷時(shi)，UPS立即將(jiang)機(ji)內電(dian)池的電(dian)能通過逆變轉換供給計(ji)算(suan)機(ji)系統，以維持計(ji)算(suan)機(ji)系統的正常工(gong)作并保護計(ji)算(suan)機(ji)的軟硬(ying)件不受損失。

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UPS的分類與特點

UPS電(dian)源(yuan)按其工作(zuo)方(fang)式可(ke)分為后(hou)(hou)備式和在線式兩大類(lei)，按其輸出波形又(you)可(ke)分為方(fang)波輸出和正弦波輸出兩種。后(hou)(hou)備式UPS電(dian)(dian)(dian)源在(zai)市(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)正常供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)時，市(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)通(tong)過交流(liu)旁路通(tong)道再經(jing)轉換開(kai)關直接向負(fu)載提供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)源，機內的(de)逆變(bian)器處于停(ting)止工作(zuo)狀態。這種UPS電(dian)(dian)(dian)(dian)源在(zai)實質(zhi)上(shang)相當(dang)于一臺穩壓(ya)性能極差(cha)的(de)(de)市(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)穩壓(ya)器。它(ta)除(chu)了對市(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)幅度波動有所改善外，對市(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)頻率不(bu)穩、波形畸變以及從電(dian)(dian)(dian)(dian)網串入的(de)(de)干擾等不(bu)良影響(xiang)基本上(shang)沒有任何改善。只有當(dang)市(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)供電(dian)(dian)(dian)(dian)中斷或低于170V時(shi)，蓄電池(chi)才對UPS的逆變器供電，并向負(fu)載(zai)提供穩壓(ya)、穩頻的交流(liu)電源(yuan)。后(hou)備式UPS電源的優(you)點是(shi)運(yun)行效率高(gao)、噪音(yin)低、價格相對便(bian)宜，主(zhu)要適用于市電波動不大、對供電質量要求(qiu)不高(gao)的場合。

在線式UPS電(dian)源在市電(dian)正常供電(dian)時(shi)，首先將(jiang)市電(dian)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)源變(bian)成直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)源，然(ran)后(hou)進行脈(mo)寬(kuan)調制、濾波(bo)，再將(jiang)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)源重新變(bian)成交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)源，即(ji)它(ta)平時(shi)是由(you)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)經(jing)整流(liu)(liu)(liu)(liu)后(hou)又以逆變(bian)器方式向負載提供交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)源。一(yi)旦市電(dian)中斷，立即(ji)改由(you)蓄電(dian)池以逆變(bian)器方式對負載提供交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)源。因此，對在線式UPS電源而(er)言，在正常情(qing)況(kuang)下，無(wu)論有無(wu)市電，它總是(shi)由UPS電源的(de)逆變器對負(fu)載供(gong)電，這樣就避免了所有(you)由(you)市電電網(wang)電壓波(bo)動及干擾帶來的(de)影響。顯(xian)而易(yi)見，在線式UPS電(dian)(dian)源的供電(dian)(dian)質量明(ming)顯優于(yu)后備(bei)式UPS電(dian)(dian)源，因為(wei)它可以實現對負載的穩頻、穩壓供(gong)電(dian)(dian)，且(qie)在由市電(dian)(dian)供(gong)電(dian)(dian)轉換(huan)到蓄電(dian)(dian)池供(gong)電(dian)(dian)時(shi)，其轉換(huan)時(shi)間為(wei)零。

方波輸出的(de)UPS電源帶負載能力差(負載量僅為(wei)額(e)定負載的40-60%)，不能帶電(dian)(dian)感性負(fu)載(zai)。如所(suo)帶的(de)(de)(de)負(fu)載(zai)過大，方波(bo)輸出(chu)電(dian)(dian)壓中包含的(de)(de)(de)三次諧波(bo)成份(fen)將使流人(ren)負(fu)載(zai)中的(de)(de)(de)容(rong)性電(dian)(dian)流增(zeng)大，嚴重時會損壞(huai)負(fu)載(zai)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)源濾波(bo)電(dian)(dian)容(rong)。正(zheng)弦波(bo)輸出(chu)的(de)(de)(de)UPS電(dian)源(yuan)的(de)輸出電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)畸變度(du)與負載量之(zhi)間的(de)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電源，當它們處于逆(ni)變器供電狀(zhuang)態時，除(chu)非(fei)迫(po)不(bu)得已，一般不(bu)要滿載(zai)(zai)或超載(zai)(zai)運行，否則會使UPS電源的故障率(lv)明顯增(zeng)多。

UPS與負載的匹配

有的UPS用瓦(W)或者千瓦(wa)(kw)來表示其(qi)輸(shu)出(chu)功率，如(ru)500W、1kw等;有的UPS用伏安(VA)或者千伏安(kVA)來表示其(qi)輸出功率(lv)大小，如3000VA、5kVA等。VA與W的一般換算關系(xi)為(wei)：瓦是伏安的0.8倍，如3kVA=2.4kw。UPS是(shi)線負載供電用的，每一種(zhong)UPS都(dou)有特定的輸出功率能力。如3kVA的UPS，其最大輸(shu)出功率是3kVA或(huo)者2.4kw，此時就要(yao)求(qiu)接到這臺UPS上(shang)的(de)設(she)備的(de)耗電功率總和不能超過2.4千瓦。通(tong)常設備都標明(ming)了耗電功率(或者(zhe)額定功(gong)率(lv))，此時就應當使(shi)所有接到(dao)UPS上的設備的額(e)定功率加起來不(bu)超過UPS的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率，這(zhe)種方法通(tong)常就叫做UPS輸出功率(lv)與負載耗電功率(lv)的(de)匹配。但(dan)有些(xie)設備的(de)啟動功率(lv)是額定(ding)功率(lv)的(de)3-5倍(例如(ru)打印機(ji)的額定(ding)功率為(wei)200W，則(ze)在計算負載匹配(pei)時要按5×200W=1000W進行(xing)折算(suan))。除了打印機(ji)以(yi)外的(de)其他計算機(ji)外部設備，通(tong)常啟動功率略大于額定功率，故考(kao)慮匹配時最(zui)好按UPS輸(shu)出功(gong)率的(de)80%進(jin)行負載(zai)匹配(pei)。

標準的UPS未加外接電池前，在它的輸(shu)出功(gong)率與負(fu)載耗(hao)電功(gong)率完全匹配(即全負載)的情況下，一般從市電中斷時算起可(ke)供電約6-10分鐘(zhong)(具(ju)體數值每個型(xing)號的UPS說明書上都(dou)有記載)。如(ru)果以負載耗電功率只有UPS輸出功率的一半計算(習慣叫(jiao)半負載或(huo)者50%負(fu)載率，如1000W的UPS接入500W的負載)，則可供電12-25分鐘，不同負(fu)載量時的UPS供電時間大約可參照負載(zai)減半時間加(jia)倍(bei)的方式計算。使(shi)用(yong)注意事項正確使(shi)用(yong)UPS電源，不但可以(yi)減(jian)少UPS發生故障的機會，而且能(neng)夠(gou)有效地延長(chang)其使用(yong)壽(shou)命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使用UPS電源(yuan)時，應嚴格遵(zun)守廠家的產品說明書的有關(guan)規定，保證UPS所接市(shi)電的(de)火線、零(ling)線順序符(fu)合要求(qiu)。

(2)配備UPS的(de)主要(yao)目的(de)是(shi)防止由于突然停(ting)(ting)電而(er)導(dao)致計(ji)算機丟失(shi)信息和破壞硬盤，但(dan)有(you)些設備工(gong)作時是(shi)并(bing)不害怕突然停(ting)(ting)電的(de)(如打印機等)。為了節(jie)省UPS的(de)能源，打印機(ji)可以考慮不(bu)必經過UPS而直接(jie)接(jie)入市(shi)電。如果是網絡系統，可考慮UPS只供電給主機(或者服務器)及其有(you)關部分。這(zhe)樣可保(bao)證(zheng)UPS既(ji)能(neng)夠用到(dao)最重(zhong)要的設(she)備(bei)上(shang)，又能(neng)節(jie)省投資。

(3)不要(yao)超負載(zai)使用(yong)UPS。UPS電(dian)源(yuan)的最大負載量應該是其標稱負載量的80%(如(ru)1000w的UPS，按80%負載率即(ji)800W去匹配負(fu)載：1000VA的UPS按(an)80%換(huan)算成(cheng)800W之后再按80%負載率即640W去匹配(pei)負載)。如果超載(zai)使用，在逆變狀態下(xia)，常造成逆變三極管的擊穿。此(ci)外，在使用UPS時，嚴禁(jin)接諸(zhu)如日光燈之類(lei)的感性負載(zai)，而(er)只能接純電(dian)用或較小(xiao)的電(dian)容性負載(zai)。

(4)開關機(ji)時(shi)(shi)應當注(zhu)意開關機(ji)的順(shun)序：開機(ji)時(shi)(shi)先(xian)開UPS，稍(shao)后(hou)(最好是滯(zhi)后1-2分鐘，讓UPS充分進入(ru)工(gong)作狀態)再(zai)開通負載的電源開關(guan)，而且負載的電源開關(guan)要一(yi)(yi)個一(yi)(yi)個地(di)去開通：關(guan)機(ji)時(shi)順序正好相反，先一(yi)(yi)個一(yi)(yi)個地(di)關(guan)掉(diao)(diao)負載的電源開關(guan)，再(zai)關(guan)掉(diao)(diao)UPS。UPS要長期(qi)處于開機(ji)狀態，而計算(suan)機(ji)等負載(zai)則每次(ci)要用才開機(ji)，用完后只要關掉計算(suan)機(ji)等負載(zai)的(de)電源開關即可(ke)。

(5)不(bu)要頻繁關閉(bi)和(he)開啟UPS電源。

一般要求在關閉UPS電源后，至少要等待6秒(miao)鐘后才能再(zai)開啟UPS電源，否則，UPS電(dian)源(yuan)可能處于“啟動(dong)失敗”的狀態(tai)，即(ji)UPS電(dian)源處于既無(wu)市電(dian)輸出(chu)又無(wu)逆變器(qi)輸出(chu)的不正常狀態。

(6)UPS內電(dian)池(chi)內的電(dian)能有可(ke)能因某(mou)種原(yuan)因而耗盡或者接近耗盡。為了(le)補償電(dian)池(chi)能量和提高電(dian)池(chi)壽命，UPS要進行及時的、較長(chang)時間的連續充電(dian)(通常(chang)不少于48小時，可以帶或(huo)者(zhe)不帶負載)，以避(bi)免(mian)由于(yu)電(dian)池衰竭而引起故障(zhang)。新(xin)購置或存放很久(jiu)的UPS，在使用(yong)前，應先充電12小時。長(chang)期存放不用的UPS，每隔3個月，充電12小時，若處于高溫地區，每隔2個月充(chong)電一次。UPS不充電(dian)就使用，會損壞蓄電(dian)池。