UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是(shi)一種(zhong)含(han)有儲能裝(zhuang)置，以逆(ni)變器為主(zhu)要組成部分的恒壓恒頻的不間(jian)斷(duan)(duan)電(dian)(dian)源。主(zhu)要用于給單臺(tai)計算(suan)(suan)機(ji)、計算(suan)(suan)機(ji)網絡系統(tong)或其(qi)它(ta)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子設備提供不間(jian)斷(duan)(duan)的電(dian)(dian)力供應。當市(shi)電(dian)(dian)輸(shu)入(ru)正常時(shi)，UPS 將(jiang)市(shi)電(dian)(dian)穩壓后供應給負(fu)載(zai)使用，此時(shi)的UPS就是(shi)一臺(tai)交(jiao)流市(shi)電(dian)(dian)穩壓器，同時(shi)它(ta)還(huan)向機(ji)內電(dian)(dian)池(chi)(chi)充電(dian)(dian)；當市(shi)電(dian)(dian)中斷(duan)(duan)（事故(gu)停電(dian)(dian)）時(shi), UPS 立即將(jiang)機(ji)內電(dian)(dian)池(chi)(chi)的電(dian)(dian)能,通過(guo)逆(ni)變轉換的方法向負(fu)載(zai)繼續供應220V交(jiao)流電(dian)(dian)，使負(fu)載(zai)維(wei)持正常工作并保(bao)護負(fu)載(zai)軟(ruan)、硬件不受(shou)損壞(huai)。

UPS的功能與作用

UPS是不間斷(duan)電(dian)源(Uninterruptible Power System)的英文名稱的縮寫(xie)，它伴隨(sui)著計(ji)算機的誕生而出現，是計(ji)算機常用的外圍(wei)設備之一。實(shi)際上，UPS是一種含有儲能裝置(zhi)，并以逆變(bian)器(qi)為主要組成部(bu)分的(de)恒壓恒額的(de)不間斷電源。UPS在其發展初(chu)期，僅被視為一種備用電(dian)源。后來，由(you)于電(dian)壓浪涌、電(dian)壓尖峰(feng)、電(dian)壓瞬變、電(dian)壓跌落、持續過壓或者欠壓甚至電(dian)壓中斷等(deng)(deng)電(dian)網質量(liang)問(wen)題，使(shi)計算機等(deng)(deng)設備的(de)電(dian)子系統受到干擾，造成敏感元件受損(sun)、信(xin)息丟失、磁(ci)盤程序被沖(chong)掉等(deng)(deng)嚴重后果(guo)，引起巨大(da)的(de)經濟損(sun)失。因此，UPS日益受到(dao)重視，并逐漸發展成一種(zhong)具備(bei)穩壓、穩頻、濾波(bo)、抗電磁和射頻干擾、防電壓浪涌(yong)等功能的電力保(bao)護系統。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電源(yuan)設(she)備，其輸出(chu)功率(lv)從(cong)500VA到3000kVA不等。當有市電供給UPS的時候，UPS對市電進行(xing)穩壓(220V±5%)后為(wei)計(ji)算(suan)機供電。此時的UPS就是一臺交流市電(dian)(dian)穩壓器，同時它還(huan)向機內電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)。因UPS設計的(de)不同，UPS適應的范圍也不同，UPS輸出電壓在±10-15%的(de)變化一般屬正常的(de)計(ji)算(suan)機(ji)使(shi)用電壓。當(dang)市電異常或者中斷時，UPS立即將機(ji)內電池的電能(neng)通過(guo)逆變轉換供給計算(suan)機(ji)系(xi)(xi)統，以維(wei)持計算(suan)機(ji)系(xi)(xi)統的正常工作并保(bao)護計算(suan)機(ji)的軟硬件(jian)不(bu)受損(sun)失。

該圖片由注冊用戶"科技數碼行"提供，版權聲明反饋

UPS的分類與特點

UPS電源按其工作方式(shi)(shi)可(ke)分(fen)為后(hou)備式(shi)(shi)和(he)在線式(shi)(shi)兩大(da)類，按其輸(shu)出波形又可(ke)分(fen)為方波輸(shu)出和(he)正弦波輸(shu)出兩種(zhong)。后(hou)備式(shi)(shi)UPS電源在市電正常供電時，市電通過(guo)交(jiao)流旁路通道再經轉換開關直接向負載提(ti)供電源，機內的逆變(bian)器處于(yu)停止工作狀態。這(zhe)種UPS電(dian)源在實質上(shang)相當(dang)于一臺(tai)穩(wen)壓(ya)性能極差的(de)(de)市(shi)(shi)電(dian)穩(wen)壓(ya)器。它(ta)除了(le)對(dui)市(shi)(shi)電(dian)電(dian)壓(ya)的(de)(de)幅度波(bo)動有所改(gai)善(shan)外，對(dui)市(shi)(shi)電(dian)電(dian)壓(ya)的(de)(de)頻率不穩(wen)、波(bo)形畸變以及從電(dian)網串(chuan)入的(de)(de)干擾等不良影響基本上(shang)沒(mei)有任何(he)改(gai)善(shan)。只有當(dang)市(shi)(shi)電(dian)供(gong)電(dian)中斷(duan)或低于170V時，蓄電池才對UPS的逆變器(qi)供電，并向負載提供穩壓、穩頻的交流電源。后備式UPS電源的(de)優(you)點(dian)是運行效率高、噪(zao)音(yin)低、價(jia)格相(xiang)對便宜，主(zhu)要適用于市(shi)電波動不大、對供電質量要求不高的(de)場(chang)合。

在線式UPS電(dian)源(yuan)在(zai)(zai)市(shi)電(dian)正(zheng)常供(gong)電(dian)時(shi)，首先將市(shi)電(dian)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)變成直流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)，然后進行脈寬(kuan)調制(zhi)、濾(lv)波，再將直流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)重新變成交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)，即(ji)它平時(shi)是(shi)由(you)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)經整流(liu)(liu)后又(you)以(yi)逆變器方(fang)式向負(fu)載提供(gong)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)。一旦市(shi)電(dian)中(zhong)斷，立即(ji)改由(you)蓄電(dian)池(chi)以(yi)逆變器方(fang)式對負(fu)載提供(gong)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)。因此，對在(zai)(zai)線式UPS電源而言，在正常(chang)情(qing)況下，無論有無市電，它總(zong)是由(you)UPS電(dian)(dian)源的(de)逆變器對負載供電(dian)(dian)，這樣就避免了所(suo)有由市電(dian)(dian)電(dian)(dian)網電(dian)(dian)壓波動及干擾帶來(lai)的(de)影(ying)響。顯而易見，在線式UPS電源(yuan)的供電質量明顯優于后備式(shi)UPS電(dian)源，因為它可以實(shi)現對負載的穩(wen)頻、穩(wen)壓供電(dian)，且在(zai)由市電(dian)供電(dian)轉換到蓄(xu)電(dian)池供電(dian)時，其(qi)轉換時間為零。

方波輸出的(de)UPS電源帶負載能力差(負(fu)載量僅(jin)為額定負(fu)載的40-60%)，不(bu)能帶電(dian)感性(xing)負載(zai)。如所(suo)帶的(de)負載(zai)過大，方(fang)波輸出電(dian)壓中包(bao)含的(de)三次諧(xie)波成份將使(shi)流人負載(zai)中的(de)容(rong)性(xing)電(dian)流增(zeng)大，嚴重時會損壞負載(zai)的(de)電(dian)源濾波電(dian)容(rong)。正(zheng)弦波輸出的(de)UPS電源(yuan)的(de)輸出(chu)電壓波(bo)(bo)形畸變度與負載(zai)量(liang)之間的(de)關系沒有(you)方波(bo)(bo)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(dian)源，當它們處于逆變器供電(dian)狀態(tai)時，除非(fei)迫(po)不得(de)已，一(yi)般不要(yao)滿載或超載運行，否則會使UPS電源的故(gu)障(zhang)率明顯增多。

UPS與負載的匹配

有的UPS用瓦(W)或者千(qian)瓦(kw)來表示其(qi)輸出功率，如500W、1kw等;有的UPS用伏安(VA)或(huo)者千(qian)伏安(kVA)來表示其(qi)輸出(chu)功率大小，如3000VA、5kVA等。VA與W的一般換算(suan)關系(xi)為：瓦(wa)是伏安的0.8倍，如3kVA=2.4kw。UPS是線負載(zai)供(gong)電用的，每一(yi)種UPS都(dou)有特定的輸出功(gong)率(lv)能力。如3kVA的UPS，其最(zui)大輸出功率是(shi)3kVA或者2.4kw，此時(shi)就要求接到這臺UPS上的設備(bei)的耗電功率總和不能(neng)超過2.4千瓦。通常設(she)備都標(biao)明了耗電功率(或者(zhe)額定功率(lv))，此時(shi)就(jiu)應當使所有接到UPS上(shang)的(de)設(she)備的(de)額定功(gong)率加(jia)起來不(bu)超過(guo)UPS的輸出(chu)功率，這種方法通常就叫做UPS輸(shu)出功率與負(fu)載耗電功率的匹配。但有些(xie)設(she)備(bei)的啟(qi)動功率是(shi)額定功率的3-5倍(例如打印機的額定功率為200W，則在計算負載匹配時要按5×200W=1000W進行折算)。除了打印機(ji)以外(wai)的其他計(ji)算機(ji)外(wai)部設備，通常啟動功(gong)率略大(da)于(yu)額定功(gong)率，故(gu)考慮匹配時最好(hao)按UPS輸(shu)出功率的80%進(jin)行負(fu)載匹配。

標準的UPS未加外接電池前(qian)，在它的輸出功(gong)率(lv)與負載耗電功(gong)率(lv)完(wan)全匹配(pei)(即全負(fu)載)的情(qing)況下，一般(ban)從市電中(zhong)斷(duan)時算起可供電約(yue)6-10分鐘(具體數值每個型號的UPS說明書上(shang)都有記載)。如果以負載耗電功率(lv)只有UPS輸出(chu)功率的一半計算(習慣叫半負載或者(zhe)50%負載率，如1000W的UPS接入500W的負載(zai))，則可(ke)供電12-25分鐘，不同負載量時的UPS供電(dian)時(shi)間大約(yue)可(ke)參照負載(zai)減半時(shi)間加(jia)倍的方式計(ji)算。使用注(zhu)意事項(xiang)正確使用UPS電源(yuan)，不(bu)但可(ke)以減少UPS發生故障的機(ji)會(hui)，而且能夠有效地延長其使用(yong)壽命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使用(yong)UPS電(dian)源時，應嚴格遵(zun)守(shou)廠家的產(chan)品說明書的有關規定，保證(zheng)UPS所接市電的火線(xian)、零(ling)線(xian)順序符合要(yao)求(qiu)。

(2)配備UPS的(de)(de)主要目的(de)(de)是防(fang)止(zhi)由于突(tu)(tu)然停(ting)電(dian)而導(dao)致計算機丟失信息(xi)和破壞硬盤，但(dan)有些設備工作時(shi)是并不害怕突(tu)(tu)然停(ting)電(dian)的(de)(de)(如打印(yin)機(ji)等(deng))。為了(le)節(jie)省UPS的能源(yuan)，打印機(ji)可以考慮不必經過(guo)UPS而(er)直接接入市(shi)電。如果是網絡系統，可考慮(lv)UPS只供電給(gei)主機(或者(zhe)服務器)及其有關部(bu)分。這樣可保證UPS既能夠用(yong)到最(zui)重要(yao)的設備上(shang)，又能節(jie)省投資。

(3)不要超負載(zai)使用UPS。UPS電(dian)源的(de)最(zui)大負(fu)載量應該是其標(biao)稱負(fu)載量的(de)80%(如1000w的UPS，按(an)80%負載率即800W去匹配負載(zai)：1000VA的UPS按80%換(huan)算成800W之后再按(an)80%負載率即640W去匹配負載)。如(ru)果超載使用，在(zai)逆變狀態下，常造(zao)成(cheng)逆變三極管的擊(ji)穿(chuan)。此外，在(zai)使用UPS時，嚴禁接諸如日光燈之類的感性負載，而只能接純電(dian)用(yong)或較小的電(dian)容(rong)性負載。

(4)開(kai)關(guan)(guan)機(ji)時應當注(zhu)意開(kai)關(guan)(guan)機(ji)的順(shun)序：開(kai)機(ji)時先開(kai)UPS，稍(shao)后(最好是滯后1-2分鐘，讓UPS充分進入(ru)工作狀態(tai))再開通負載(zai)的電(dian)源開關(guan)，而且(qie)負載(zai)的電(dian)源開關(guan)要一個(ge)(ge)一個(ge)(ge)地去開通：關(guan)機時順序正好相反，先一個(ge)(ge)一個(ge)(ge)地關(guan)掉(diao)負載(zai)的電(dian)源開關(guan)，再關(guan)掉(diao)UPS。UPS要(yao)長期處于(yu)開(kai)(kai)機(ji)狀態(tai)，而計(ji)算(suan)機(ji)等負載(zai)則(ze)每(mei)次要(yao)用才開(kai)(kai)機(ji)，用完后只要(yao)關掉計(ji)算(suan)機(ji)等負載(zai)的(de)電源開(kai)(kai)關即可。

(5)不要頻繁(fan)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(zai)開(kai)啟UPS電(dian)源，否則，UPS電源可能處(chu)于“啟(qi)動失敗”的狀態，即(ji)UPS電源處于既無(wu)市(shi)電輸(shu)出又無(wu)逆變器(qi)輸(shu)出的(de)不正常狀態。

(6)UPS內電(dian)池內的電(dian)能(neng)有可(ke)能(neng)因某種原(yuan)因而耗盡或者接(jie)近耗盡。為了補償電(dian)池能(neng)量和(he)提高電(dian)池壽命，UPS要進行(xing)及(ji)時(shi)的(de)、較長時(shi)間的(de)連續充電(通常不少于48小時(shi)，可以(yi)帶或者(zhe)不帶負載)，以避免由于電池衰(shuai)竭而(er)引起故障(zhang)。新(xin)購置(zhi)或存放很久的UPS，在使用前(qian)，應先充電(dian)12小時。長期存放不用的(de)UPS，每(mei)隔(ge)3個月(yue)，充(chong)電12小時，若處(chu)于(yu)高溫地(di)區，每隔2個月(yue)充電一次。UPS不充(chong)電就使用，會損壞蓄電池(chi)。