UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一種含有儲能裝(zhuang)置，以(yi)逆(ni)變(bian)器為主要組成部(bu)分的(de)恒(heng)壓恒(heng)頻(pin)的(de)不間(jian)斷電(dian)(dian)源。主要用(yong)于給單(dan)臺計(ji)算機(ji)、計(ji)算機(ji)網絡系統(tong)或其它電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)設備(bei)提供不間(jian)斷的(de)電(dian)(dian)力供應。當市(shi)電(dian)(dian)輸入正(zheng)(zheng)常(chang)時，UPS 將市(shi)電(dian)(dian)穩壓后供應給負(fu)載使用(yong)，此時的(de)UPS就是一臺交(jiao)流市(shi)電(dian)(dian)穩壓器，同時它還向機(ji)內電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)；當市(shi)電(dian)(dian)中斷（事(shi)故(gu)停(ting)電(dian)(dian)）時, UPS 立即將機(ji)內電(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)能,通過逆(ni)變(bian)轉換的(de)方法向負(fu)載繼(ji)續(xu)供應220V交(jiao)流電(dian)(dian)，使負(fu)載維持正(zheng)(zheng)常(chang)工(gong)作并保護負(fu)載軟(ruan)、硬件不受(shou)損壞(huai)。

UPS的功能與作用

UPS是不(bu)間斷電(dian)源(Uninterruptible Power System)的(de)英文名稱的(de)縮寫，它伴隨著計算機的(de)誕生而出(chu)現，是計算機常(chang)用(yong)的(de)外圍設備之一。實際(ji)上(shang)，UPS是一種含有儲(chu)能裝置，并以逆變器為主要(yao)組成(cheng)部分(fen)的(de)恒壓恒額的(de)不間(jian)斷電源。UPS在(zai)其發展初期，僅被視為一(yi)種備用電(dian)源。后來，由于電(dian)壓(ya)浪涌(yong)、電(dian)壓(ya)尖峰、電(dian)壓(ya)瞬變、電(dian)壓(ya)跌落、持續過(guo)壓(ya)或者欠壓(ya)甚(shen)至(zhi)電(dian)壓(ya)中斷(duan)等(deng)電(dian)網質量問題，使計(ji)算(suan)機等(deng)設備的電(dian)子系統受到干擾，造成敏感元件(jian)受損、信息丟失、磁(ci)盤程序被沖掉等(deng)嚴(yan)重后果，引起巨(ju)大(da)的經濟損失。因此，UPS日益受(shou)到重視，并逐漸發展成一種(zhong)具備穩壓、穩頻、濾波(bo)、抗電(dian)磁和射頻干擾、防電(dian)壓浪(lang)涌(yong)等功能(neng)的電(dian)力保護系統(tong)。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電(dian)源設(she)備，其(qi)輸出功率從500VA到3000kVA不等。當有市電供給UPS的時候，UPS對市(shi)電(dian)進行穩壓(220V±5%)后(hou)為計(ji)算機供電(dian)。此(ci)時(shi)的UPS就(jiu)是一(yi)臺交流市電穩(wen)壓器，同(tong)時它還(huan)向(xiang)機內電池充(chong)電。因UPS設計(ji)的不同，UPS適應的范圍也不同，UPS輸出電壓在(zai)±10-15%的變化(hua)一般屬正常(chang)的計算(suan)機使(shi)用(yong)電壓。當(dang)市(shi)電異常(chang)或者中斷時(shi)，UPS立即將機(ji)內電池的(de)電能(neng)通過逆變(bian)轉換供給計(ji)算機(ji)系統(tong)，以維持(chi)計(ji)算機(ji)系統(tong)的(de)正常工(gong)作并保護計(ji)算機(ji)的(de)軟硬件不(bu)受損失。

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UPS的分類與特點

UPS電源按其工作方式可分為(wei)后(hou)備式和在線(xian)式兩大類(lei)，按其輸(shu)(shu)出波形又可分為(wei)方波輸(shu)(shu)出和正弦(xian)波輸(shu)(shu)出兩種。后(hou)備式UPS電(dian)源在市電(dian)正常供電(dian)時，市電(dian)通過(guo)交流旁(pang)路通道再經(jing)轉換(huan)開(kai)關直接向負載(zai)提供電(dian)源，機內的逆(ni)變器處于停止工作狀態。這種UPS電(dian)(dian)(dian)源在實質上(shang)相(xiang)當于一臺穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)性能(neng)極差的(de)(de)市電(dian)(dian)(dian)穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)。它除了對(dui)(dui)市電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)幅度(du)波(bo)(bo)動有(you)所改善外，對(dui)(dui)市電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)頻率不穩(wen)(wen)、波(bo)(bo)形畸(ji)變(bian)以(yi)及從電(dian)(dian)(dian)網串入(ru)的(de)(de)干擾(rao)等不良(liang)影響基本(ben)上(shang)沒有(you)任何改善。只有(you)當市電(dian)(dian)(dian)供電(dian)(dian)(dian)中(zhong)斷或(huo)低于170V時(shi)，蓄電池才對UPS的(de)逆變器供電(dian)，并向負(fu)載(zai)提供穩(wen)(wen)壓、穩(wen)(wen)頻(pin)的(de)交流電(dian)源。后備(bei)式(shi)UPS電(dian)源的(de)優點是(shi)運行效(xiao)率高、噪音(yin)低(di)、價格相對便宜，主要適(shi)用于市(shi)電(dian)波動(dong)不大(da)、對供電(dian)質量要求不高的(de)場合。

在線式UPS電源(yuan)在(zai)市(shi)電正常供(gong)電時(shi)，首先將市(shi)電交流(liu)(liu)(liu)電源(yuan)變成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電源(yuan)，然后進行脈寬調制(zhi)、濾(lv)波，再將直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電源(yuan)重(zhong)新(xin)變成交流(liu)(liu)(liu)電源(yuan)，即它平時(shi)是由交流(liu)(liu)(liu)電經整流(liu)(liu)(liu)后又以(yi)逆(ni)變器方式(shi)(shi)向負載(zai)提供(gong)交流(liu)(liu)(liu)電源(yuan)。一旦市(shi)電中(zhong)斷，立即改由蓄(xu)電池以(yi)逆(ni)變器方式(shi)(shi)對負載(zai)提供(gong)交流(liu)(liu)(liu)電源(yuan)。因此，對在(zai)線式(shi)(shi)UPS電(dian)(dian)源而言，在正常情況下(xia)，無論有(you)無市電(dian)(dian)，它(ta)總是由UPS電源的逆變器對(dui)負載(zai)供電，這樣就避(bi)免了所有(you)由(you)市電電網電壓波(bo)動及干擾帶來的影響。顯而易見，在線式(shi)UPS電(dian)源的供電(dian)質量明顯(xian)優于后備式UPS電(dian)(dian)源，因(yin)為它可以實(shi)現對負載的穩頻、穩壓供(gong)電(dian)(dian)，且在由市(shi)電(dian)(dian)供(gong)電(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)到蓄電(dian)(dian)池供(gong)電(dian)(dian)時，其(qi)轉(zhuan)換(huan)時間為零(ling)。

方波(bo)輸出的UPS電源帶負載能力(li)差(負載量僅(jin)為(wei)額定負載的40-60%)，不能帶電(dian)感性負(fu)載(zai)。如(ru)所帶的(de)負(fu)載(zai)過大，方波(bo)(bo)輸(shu)出(chu)電(dian)壓中包含的(de)三次諧波(bo)(bo)成(cheng)份將使流人負(fu)載(zai)中的(de)容性電(dian)流增大，嚴重時會損(sun)壞負(fu)載(zai)的(de)電(dian)源(yuan)濾波(bo)(bo)電(dian)容。正弦波(bo)(bo)輸(shu)出(chu)的(de)UPS電源的輸(shu)出電壓波(bo)形畸變度與負載量(liang)之(zhi)間的關(guan)系(xi)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(men)處于逆變器(qi)供(gong)電狀態時，除非迫(po)不得已(yi)，一般(ban)不要(yao)滿載(zai)或(huo)超載(zai)運行，否則會使UPS電源(yuan)的故障率明顯(xian)增(zeng)多(duo)。

UPS與負載的匹配

有的UPS用(yong)瓦(W)或者千瓦(kw)來(lai)表(biao)示(shi)其輸出(chu)功(gong)率，如500W、1kw等(deng);有的UPS用(yong)伏安(VA)或(huo)者千(qian)伏安(kVA)來表(biao)示其輸出(chu)功(gong)率(lv)大小，如3000VA、5kVA等(deng)。VA與W的(de)一般換算關系為(wei)：瓦是伏(fu)安的(de)0.8倍，如3kVA=2.4kw。UPS是線負載供電用的(de)，每一種(zhong)UPS都有特定的輸出功率能力。如3kVA的UPS，其(qi)最大輸出功率是3kVA或(huo)者2.4kw，此時就(jiu)要求(qiu)接到這臺UPS上(shang)的設備(bei)的耗電功(gong)率(lv)總和不(bu)能超過(guo)2.4千瓦。通常設備都標明了耗電(dian)功率(或(huo)者額定功率(lv))，此(ci)時就應當使所有接到UPS上的設備(bei)的額定(ding)功率加起(qi)來不超(chao)過UPS的(de)輸出功率(lv)，這(zhe)種方法通常(chang)就叫(jiao)做UPS輸出功(gong)率(lv)(lv)與負載耗電功(gong)率(lv)(lv)的匹配(pei)。但有些設備的啟動功(gong)率(lv)(lv)是額定功(gong)率(lv)(lv)的3-5倍(例(li)如(ru)打印機的(de)額(e)定功率為200W，則(ze)在計算(suan)負(fu)載(zai)匹(pi)配(pei)時要(yao)按(an)5×200W=1000W進(jin)行折算)。除了打印(yin)機(ji)以外的(de)其他計算機(ji)外部(bu)設備，通常啟動功率略大于額定功率，故考慮匹(pi)配時(shi)最好按UPS輸出功率的(de)80%進行負載匹配。

標準的UPS未加外(wai)接電池前，在它的(de)輸出功(gong)率(lv)與負載耗電功(gong)率(lv)完全匹配(即全負(fu)載)的情況下(xia)，一般從市電(dian)中斷時(shi)算起可供(gong)電(dian)約(yue)6-10分鐘(具體數值每個型號的UPS說(shuo)明書上都有記載(zai))。如果以負載耗電功率只有(you)UPS輸出功率的一半計算(習慣叫半負載或者50%負載率，如1000W的UPS接(jie)入500W的負載)，則(ze)可(ke)供電12-25分鐘，不同負載量時(shi)的(de)UPS供電時(shi)(shi)間大約(yue)可參照(zhao)負(fu)載(zai)減半時(shi)(shi)間加倍的方式計算。使用注意事項(xiang)正確使用UPS電(dian)源，不但可以減少UPS發生(sheng)故障的機會，而且(qie)能夠有(you)效地延長(chang)其(qi)使用壽命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使用(yong)UPS電源時，應(ying)嚴格遵守廠家的產品說明(ming)書的有關規定(ding)，保證UPS所接市電的火(huo)線、零線順序符合要求。

(2)配(pei)備UPS的(de)主要(yao)目(mu)的(de)是(shi)防止由(you)于突(tu)然停電而(er)導致計算機(ji)丟失(shi)信息和(he)破(po)壞硬盤，但有些設(she)備工作時是(shi)并不害怕突(tu)然停電的(de)(如打印機等)。為了節(jie)省UPS的能源(yuan)，打印機可以考慮不(bu)必(bi)經過UPS而(er)直接接入(ru)市電。如(ru)果是網絡系統，可考(kao)慮UPS只供電給主(zhu)機(或者服務器)及其有關部分。這樣可保證UPS既能(neng)夠用到最重(zhong)要的設備上，又能(neng)節省投資(zi)。

(3)不(bu)要超負載(zai)使用UPS。UPS電源的(de)最大負載量(liang)應該是其標稱負載量(liang)的(de)80%(如1000w的UPS，按80%負(fu)載(zai)率即800W去匹配(pei)負載(zai)：1000VA的UPS按80%換(huan)算成800W之后再(zai)按80%負載率(lv)即640W去匹配負載)。如果超載使(shi)用，在(zai)逆(ni)變(bian)狀態下，常造成逆(ni)變(bian)三極管(guan)的擊穿(chuan)。此外，在(zai)使(shi)用UPS時，嚴禁(jin)接諸如日光燈(deng)之(zhi)類(lei)的(de)感性負載，而(er)只能接純(chun)電(dian)用(yong)或較小的(de)電(dian)容性負載。

(4)開關(guan)機(ji)時應(ying)當(dang)注意開關(guan)機(ji)的(de)順序：開機(ji)時先開UPS，稍(shao)后(最好是(shi)滯后1-2分鐘，讓UPS充分(fen)進入工(gong)作狀態)再開(kai)通負(fu)(fu)載(zai)的電(dian)源開(kai)關(guan)(guan)，而且(qie)負(fu)(fu)載(zai)的電(dian)源開(kai)關(guan)(guan)要一(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)個(ge)地(di)去(qu)開(kai)通：關(guan)(guan)機時(shi)順序正好(hao)相反(fan)，先一(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)個(ge)地(di)關(guan)(guan)掉(diao)負(fu)(fu)載(zai)的電(dian)源開(kai)關(guan)(guan)，再關(guan)(guan)掉(diao)UPS。UPS要(yao)長期處(chu)于開機(ji)狀態，而(er)計算機(ji)等負(fu)載(zai)則(ze)每(mei)次要(yao)用才開機(ji)，用完后(hou)只要(yao)關掉計算機(ji)等負(fu)載(zai)的電源(yuan)開關即可。

(5)不要頻繁關閉和(he)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(neng)處于“啟動失敗”的狀(zhuang)態，即(ji)UPS電源處于既無市電輸(shu)出又(you)無逆(ni)變器(qi)輸(shu)出的不正常狀(zhuang)態。

(6)UPS內電(dian)(dian)池內的(de)電(dian)(dian)能(neng)有(you)可能(neng)因(yin)某(mou)種原因(yin)而(er)耗盡或者接近耗盡。為了補償電(dian)(dian)池能(neng)量和提(ti)高電(dian)(dian)池壽命，UPS要(yao)進行及(ji)時的、較長時間的連續充電(通常不少于48小時，可以帶或者(zhe)不帶負載(zai))，以避免由于電(dian)池衰竭而引起故障。新購置或存放(fang)很(hen)久的UPS，在使用前，應先充電12小時。長期存放(fang)不用(yong)的(de)UPS，每隔(ge)3個(ge)月，充(chong)電12小(xiao)時，若處于(yu)高(gao)溫地(di)區，每隔2個月充電一次。UPS不充電(dian)就使用，會損壞蓄電(dian)池。