UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是(shi)一種(zhong)含有儲能裝(zhuang)置，以逆(ni)變器(qi)為主要組成部分的(de)恒壓恒頻的(de)不(bu)間斷(duan)電(dian)源(yuan)。主要用(yong)(yong)于給(gei)單臺計(ji)算機(ji)、計(ji)算機(ji)網絡系(xi)統或其它電(dian)力電(dian)子設備提供不(bu)間斷(duan)的(de)電(dian)力供應(ying)。當(dang)市電(dian)輸入正常(chang)(chang)時，UPS 將(jiang)市電(dian)穩壓后供應(ying)給(gei)負(fu)(fu)載使用(yong)(yong)，此時的(de)UPS就是(shi)一臺交(jiao)流市電(dian)穩壓器(qi)，同時它還向(xiang)機(ji)內電(dian)池充電(dian)；當(dang)市電(dian)中斷(duan)（事故停(ting)電(dian)）時, UPS 立(li)即將(jiang)機(ji)內電(dian)池的(de)電(dian)能,通過逆(ni)變轉(zhuan)換的(de)方法(fa)向(xiang)負(fu)(fu)載繼(ji)續供應(ying)220V交(jiao)流電(dian)，使負(fu)(fu)載維持正常(chang)(chang)工(gong)作(zuo)并保(bao)護(hu)負(fu)(fu)載軟、硬(ying)件不(bu)受(shou)損壞。

UPS的功能與作用

UPS是不間斷電源(Uninterruptible Power System)的英文名稱(cheng)的縮寫，它伴隨著計算(suan)機的誕(dan)生而(er)出現，是計算(suan)機常用(yong)的外(wai)圍設備之一(yi)。實際上，UPS是(shi)一種含有(you)儲(chu)能裝置，并(bing)以逆變器為主要(yao)組成部分的恒(heng)壓(ya)恒(heng)額(e)的不間(jian)斷電源。UPS在(zai)其發展初期，僅被視為一種備用電(dian)(dian)源。后來(lai)，由于(yu)電(dian)(dian)壓(ya)浪涌、電(dian)(dian)壓(ya)尖峰、電(dian)(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)、電(dian)(dian)壓(ya)跌落、持續(xu)過壓(ya)或者欠壓(ya)甚至電(dian)(dian)壓(ya)中斷(duan)等電(dian)(dian)網質(zhi)量問題，使計(ji)算機等設備的電(dian)(dian)子系統受到干擾(rao)，造成敏(min)感元件(jian)受損、信息(xi)丟失、磁盤程序(xu)被沖掉等嚴重后果(guo)，引起巨大的經(jing)濟(ji)損失。因(yin)此，UPS日益受到重視，并逐漸發展成一(yi)種(zhong)具備穩(wen)壓、穩(wen)頻(pin)、濾波、抗(kang)電(dian)磁和射(she)頻(pin)干(gan)擾(rao)、防(fang)電(dian)壓浪涌(yong)等功能(neng)的電(dian)力(li)保護系統。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電源設備，其輸出功率從500VA到3000kVA不(bu)等。當有市(shi)電供給UPS的時候，UPS對市電進(jin)行穩壓(ya)(220V±5%)后為計(ji)算機(ji)供電。此時(shi)的UPS就(jiu)是一臺交(jiao)流市電穩壓(ya)器，同時它(ta)還向(xiang)機內電池充電。因UPS設計的不同，UPS適應的范圍也(ye)不同，UPS輸(shu)出(chu)電壓在(zai)±10-15%的(de)變(bian)化(hua)一般屬正(zheng)常(chang)的(de)計算(suan)機使用電(dian)(dian)壓。當市電(dian)(dian)異常(chang)或者中斷時(shi)，UPS立即將機(ji)(ji)內電(dian)池(chi)的電(dian)能通(tong)過(guo)逆(ni)變轉換供給計算(suan)機(ji)(ji)系(xi)統，以維(wei)持計算(suan)機(ji)(ji)系(xi)統的正常工作并(bing)保護(hu)計算(suan)機(ji)(ji)的軟(ruan)硬件不受損失。

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UPS的分類與特點

UPS電(dian)源按其工(gong)作方(fang)式(shi)(shi)可(ke)分(fen)為后(hou)備式(shi)(shi)和(he)在線(xian)式(shi)(shi)兩大(da)類，按其輸出(chu)(chu)波(bo)形又(you)可(ke)分(fen)為方(fang)波(bo)輸出(chu)(chu)和(he)正(zheng)弦波(bo)輸出(chu)(chu)兩種。后(hou)備式(shi)(shi)UPS電(dian)源在市電(dian)正(zheng)常供電(dian)時，市電(dian)通(tong)過交流(liu)旁路通(tong)道再經轉換開關直接(jie)向(xiang)負載(zai)提供電(dian)源，機內(nei)的(de)逆變(bian)器處于停止(zhi)工作狀態。這種UPS電(dian)(dian)源(yuan)在實質(zhi)上相當于一臺穩(wen)壓(ya)性(xing)能極(ji)差(cha)的(de)市(shi)電(dian)(dian)穩(wen)壓(ya)器。它(ta)除了對市(shi)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)幅(fu)度波動有(you)所改善外，對市(shi)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)頻率不穩(wen)、波形畸變以及從電(dian)(dian)網串入(ru)的(de)干擾等不良影響基(ji)本上沒(mei)有(you)任何(he)改善。只有(you)當市(shi)電(dian)(dian)供電(dian)(dian)中斷或(huo)低于170V時，蓄電池才對UPS的逆(ni)變器(qi)供電(dian)，并向負載提供穩(wen)壓、穩(wen)頻的交流(liu)電(dian)源。后(hou)備式UPS電(dian)源的優(you)點是運行效率高(gao)、噪音低、價格相對便宜，主(zhu)要適用于市(shi)電(dian)波動不大、對供(gong)電(dian)質量要求不高(gao)的場合。

在線式UPS電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源在市電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)正(zheng)常供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)，首先將市電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源變(bian)(bian)(bian)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源，然后進行脈寬調制、濾波，再將直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源重新變(bian)(bian)(bian)成交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源，即(ji)它平時(shi)是由交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經整(zheng)流(liu)(liu)(liu)后又以逆(ni)(ni)變(bian)(bian)(bian)器(qi)方式向負載提(ti)供交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源。一旦市電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)中(zhong)斷，立(li)即(ji)改由蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)以逆(ni)(ni)變(bian)(bian)(bian)器(qi)方式對(dui)負載提(ti)供交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源。因此(ci)，對(dui)在線式UPS電(dian)源(yuan)而言，在(zai)正常(chang)情(qing)況下，無(wu)論有無(wu)市(shi)電(dian)，它總是(shi)由UPS電源的(de)(de)逆變器對負載供電，這樣就避(bi)免(mian)了所有(you)由市電電網電壓(ya)波動(dong)及(ji)干擾帶來的(de)(de)影響(xiang)。顯而(er)易見，在線式UPS電源的供電質(zhi)量(liang)明顯優于后備(bei)式(shi)UPS電(dian)源，因為(wei)它可以實現對負載的穩(wen)(wen)頻、穩(wen)(wen)壓供(gong)電(dian)，且在由市電(dian)供(gong)電(dian)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)到蓄電(dian)池供(gong)電(dian)時，其轉(zhuan)(zhuan)換(huan)時間為(wei)零。

方(fang)波輸出(chu)的(de)UPS電源帶負載能力差(負載量僅(jin)為額定負載的40-60%)，不能(neng)帶(dai)電感性(xing)負(fu)載(zai)。如(ru)所帶(dai)的負(fu)載(zai)過(guo)大，方(fang)波輸(shu)出電壓中包含的三次(ci)諧(xie)波成份(fen)將(jiang)使流人(ren)負(fu)載(zai)中的容(rong)性(xing)電流增大，嚴重時(shi)會損壞負(fu)載(zai)的電源(yuan)濾波電容(rong)。正弦波輸(shu)出的UPS電源的(de)輸(shu)出電壓波(bo)形畸(ji)變度與負載量之間的(de)關系沒有方波(bo)輸(shu)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(chu)于(yu)逆變器供電狀態(tai)時，除非(fei)迫(po)不(bu)得已，一般不(bu)要滿載或超(chao)載運行，否則會使(shi)UPS電源的故障(zhang)率明顯增(zeng)多。

UPS與負載的匹配

有的UPS用(yong)瓦(W)或(huo)者千瓦(wa)(kw)來表示其(qi)輸出功率(lv)，如500W、1kw等;有的UPS用伏安(VA)或者千伏安(kVA)來(lai)表(biao)示其輸出功率大小，如3000VA、5kVA等。VA與(yu)W的一般換算關系為(wei)：瓦是(shi)伏安的0.8倍(bei)，如3kVA=2.4kw。UPS是線負載供(gong)電用(yong)的，每一種UPS都有特定的輸出功率能(neng)力。如3kVA的UPS，其最大(da)輸出功率是(shi)3kVA或者(zhe)2.4kw，此時就要求接到這(zhe)臺UPS上(shang)的設備的耗電功率總和不能超(chao)過(guo)2.4千瓦。通(tong)常設備都標明了耗電功(gong)率(或者額(e)定功率)，此時就應當使所有(you)接到(dao)UPS上的設備的額(e)定功率加起來不超(chao)過UPS的輸出功率，這種方法通常就叫做UPS輸(shu)出功率(lv)與負載耗(hao)電功率(lv)的(de)匹(pi)配。但有些(xie)設備的(de)啟動功率(lv)是額定功率(lv)的(de)3-5倍(例如打印機的額定(ding)功率為(wei)200W，則在計算負載匹(pi)配時要按5×200W=1000W進行折算)。除了打印(yin)機以外的其(qi)他(ta)計算機外部設備，通常啟(qi)動(dong)功率略大于額定功率，故(gu)考慮匹(pi)配(pei)時(shi)最好按UPS輸出功率的80%進(jin)行(xing)負(fu)載匹配。

標準的UPS未加外(wai)接(jie)電池前，在它的輸出(chu)功率與負載耗電功率完(wan)全匹配(即全(quan)負載)的情況下，一般(ban)從市電(dian)(dian)中斷時算(suan)起可供電(dian)(dian)約(yue)6-10分鐘(具體數值每(mei)個型號的UPS說明書上都有記載)。如果以負(fu)載耗電功(gong)率只有UPS輸出功率的一半計(ji)算(習(xi)慣叫半負載(zai)或者50%負載率，如(ru)1000W的UPS接入500W的(de)負載)，則(ze)可(ke)供(gong)電(dian)12-25分鐘，不同(tong)負載量時的UPS供電時間(jian)大約(yue)可參照負載減半時間(jian)加倍(bei)的方式計算。使用(yong)注意事(shi)項正(zheng)確使用(yong)UPS電源(yuan)，不但可以減少(shao)UPS發生故障的機會，而(er)且(qie)能夠有效地延長(chang)其使用壽命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使(shi)用UPS電源(yuan)時，應嚴格遵守廠家的產品說(shuo)明書的有關(guan)規定，保證UPS所接市電的(de)火線(xian)(xian)、零(ling)線(xian)(xian)順序符(fu)合要求。

(2)配備UPS的主要目的是(shi)(shi)防止由于突(tu)然(ran)停電而(er)導致計(ji)算機(ji)丟失信息和(he)破壞硬盤(pan)，但有些(xie)設備工作時是(shi)(shi)并不害怕突(tu)然(ran)停電的(如打印機等)。為(wei)了節省UPS的(de)能源，打(da)印(yin)機(ji)可以考慮(lv)不必經(jing)過UPS而(er)直接接入市電。如果是網(wang)絡(luo)系統，可考慮UPS只供電給主機(或者服(fu)務器)及其有關部分(fen)。這樣可保證UPS既能夠用到最(zui)重要的設備上，又能節省(sheng)投資。

(3)不要超負載使用UPS。UPS電(dian)源(yuan)的最大負載量應該(gai)是其標稱(cheng)負載量的80%(如1000w的UPS，按80%負(fu)載率(lv)即800W去匹配(pei)負載：1000VA的(de)UPS按80%換算成800W之(zhi)后再(zai)按80%負載率即(ji)640W去匹配負載)。如(ru)果(guo)超(chao)載使用(yong)(yong)，在逆(ni)(ni)變(bian)(bian)狀態下，常造(zao)成(cheng)逆(ni)(ni)變(bian)(bian)三極管的擊穿。此外(wai)，在使用(yong)(yong)UPS時，嚴(yan)禁接(jie)諸如日光燈之類(lei)的感性負(fu)載，而只能接(jie)純電(dian)用或較小的電(dian)容性負(fu)載。

(4)開關機(ji)時應當(dang)注(zhu)意開關機(ji)的順序：開機(ji)時先開UPS，稍后(最(zui)好是滯后1-2分鐘(zhong)，讓UPS充(chong)分(fen)進入工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai))再(zai)開(kai)通負(fu)載(zai)的電源(yuan)開(kai)關(guan)，而且負(fu)載(zai)的電源(yuan)開(kai)關(guan)要(yao)一個一個地(di)去開(kai)通：關(guan)機時順序正好相反，先一個一個地(di)關(guan)掉負(fu)載(zai)的電源(yuan)開(kai)關(guan)，再(zai)關(guan)掉UPS。UPS要(yao)長(chang)期處(chu)于(yu)開機(ji)(ji)狀態，而計算(suan)機(ji)(ji)等負載則每次要(yao)用才開機(ji)(ji)，用完(wan)后只(zhi)要(yao)關(guan)(guan)掉(diao)計算(suan)機(ji)(ji)等負載的電源開關(guan)(guan)即可(ke)。

(5)不要頻繁關閉和(he)開啟(qi)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(qi)UPS電源，否則，UPS電源可能處于“啟動(dong)失敗”的狀態，即UPS電(dian)源處于既(ji)無(wu)市(shi)電(dian)輸(shu)(shu)出(chu)又無(wu)逆變(bian)器(qi)輸(shu)(shu)出(chu)的不正常狀(zhuang)態。

(6)UPS內(nei)電池(chi)內(nei)的(de)電能(neng)有可能(neng)因某種原因而耗盡或者接近耗盡。為(wei)了補償電池(chi)能(neng)量和(he)提(ti)高電池(chi)壽命(ming)，UPS要(yao)進行(xing)及時的(de)(de)、較長時間的(de)(de)連續充電(通常不(bu)少于48小時，可以帶或者(zhe)不帶負載)，以避免由于(yu)電池衰竭而引起(qi)故障。新(xin)購置或存放很久的UPS，在(zai)使用前(qian)，應先充電12小(xiao)時。長期存(cun)放不用的UPS，每隔3個月，充電12小時(shi)，若處于高(gao)溫(wen)地區，每隔(ge)2個(ge)月充電一次。UPS不充電就使用(yong)，會損壞蓄電池。