UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一(yi)種含(han)有儲能裝置(zhi)，以(yi)逆變器(qi)為主要(yao)組成部分(fen)的(de)(de)恒壓恒頻的(de)(de)不間(jian)斷(duan)電(dian)(dian)(dian)源。主要(yao)用于給單(dan)臺計(ji)算機、計(ji)算機網絡系統(tong)或其它電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子(zi)設備(bei)提供不間(jian)斷(duan)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力供應(ying)。當(dang)市電(dian)(dian)(dian)輸(shu)入正(zheng)常時(shi)(shi)(shi)，UPS 將市電(dian)(dian)(dian)穩壓后(hou)供應(ying)給負(fu)載使用，此時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)UPS就是一(yi)臺交(jiao)流市電(dian)(dian)(dian)穩壓器(qi)，同時(shi)(shi)(shi)它還向機內電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)；當(dang)市電(dian)(dian)(dian)中斷(duan)（事故停電(dian)(dian)(dian)）時(shi)(shi)(shi), UPS 立即將機內電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能,通(tong)過逆變轉(zhuan)換的(de)(de)方法向負(fu)載繼續(xu)供應(ying)220V交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)，使負(fu)載維(wei)持(chi)正(zheng)常工作并(bing)保護負(fu)載軟、硬件不受損壞。

UPS的功能與作用

UPS是不(bu)間斷電源(Uninterruptible Power System)的英文名(ming)稱的縮(suo)寫，它伴隨著計(ji)算機(ji)的誕生而出現，是計(ji)算機(ji)常用的外圍設(she)備之一。實(shi)際上(shang)，UPS是一種含有儲能裝(zhuang)置(zhi)，并以逆變器(qi)為(wei)主要組成部分的(de)恒(heng)壓恒(heng)額的(de)不間斷電源。UPS在其發展初期(qi)，僅被視為一種備用電(dian)(dian)源(yuan)。后來，由于電(dian)(dian)壓浪(lang)涌、電(dian)(dian)壓尖峰(feng)、電(dian)(dian)壓瞬變、電(dian)(dian)壓跌(die)落、持續過壓或(huo)者欠壓甚至(zhi)電(dian)(dian)壓中斷等電(dian)(dian)網(wang)質量問(wen)題，使計算機等設備的(de)電(dian)(dian)子系統受到干擾，造成敏感元件(jian)受損、信息丟(diu)失、磁(ci)盤程(cheng)序(xu)被沖掉等嚴(yan)重(zhong)后果(guo)，引(yin)起(qi)巨大(da)的(de)經(jing)濟(ji)損失。因此(ci)，UPS日益受(shou)到重視(shi)，并(bing)逐漸(jian)發展成一種具備穩(wen)壓、穩(wen)頻(pin)、濾波(bo)、抗(kang)電磁和射頻(pin)干擾、防電壓浪涌(yong)等功能的電力保護系統。

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(gong)率(lv)從500VA到3000kVA不(bu)等。當有市電(dian)供給UPS的時候，UPS對(dui)市電進行(xing)穩(wen)壓(220V±5%)后為(wei)計算機(ji)供電(dian)。此時的UPS就(jiu)是(shi)一臺交流市電穩壓器，同時它還向機內電池充電。因UPS設(she)計的不同，UPS適應的(de)范圍也不同，UPS輸出電壓在±10-15%的(de)變化一般屬正常(chang)的(de)計(ji)算機使用電壓。當市電異常(chang)或(huo)者中斷時，UPS立即將機內(nei)電(dian)池(chi)的電(dian)能通過逆變轉換供給計(ji)算(suan)機系(xi)(xi)統(tong)，以(yi)維(wei)持計(ji)算(suan)機系(xi)(xi)統(tong)的正(zheng)常工(gong)作并保護計(ji)算(suan)機的軟硬件(jian)不受損失。

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UPS的分類與特點

UPS電源按(an)其(qi)工作方(fang)式可分為(wei)后備式和在線(xian)式兩(liang)大類，按(an)其(qi)輸出波(bo)形又可分為(wei)方(fang)波(bo)輸出和正弦(xian)波(bo)輸出兩(liang)種。后備式UPS電(dian)源(yuan)在市電(dian)正(zheng)常供電(dian)時，市電(dian)通過交流旁路通道再經轉換開關(guan)直接(jie)向負載提供電(dian)源(yuan)，機(ji)內的逆(ni)變器處(chu)于停止(zhi)工作狀(zhuang)態。這(zhe)種UPS電(dian)(dian)源在(zai)實質上(shang)相當于一臺穩壓(ya)性能極差的市電(dian)(dian)穩壓(ya)器。它除(chu)了(le)對(dui)市電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)的幅度波動(dong)有(you)所改善外，對(dui)市電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)的頻率不(bu)(bu)穩、波形畸(ji)變以及從電(dian)(dian)網串(chuan)入的干(gan)擾(rao)等不(bu)(bu)良影響基本上(shang)沒有(you)任何改善。只有(you)當市電(dian)(dian)供電(dian)(dian)中斷(duan)或低于170V時，蓄電池才對UPS的(de)逆變器供(gong)電，并向負載提供(gong)穩壓、穩頻的(de)交流電源(yuan)。后備式UPS電(dian)源的優點是運行效率高、噪音低、價格相對(dui)便宜，主要(yao)(yao)適用于市電(dian)波動不(bu)大、對(dui)供電(dian)質量(liang)要(yao)(yao)求不(bu)高的場合。

在線式UPS電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)在(zai)市電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)正常供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)，首(shou)先將市電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)變(bian)成(cheng)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)，然(ran)后進行脈寬調(diao)制、濾波(bo)，再(zai)將直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)重(zhong)新變(bian)成(cheng)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)，即它平時(shi)是由(you)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經整(zheng)流(liu)(liu)后又以逆變(bian)器方(fang)式向負載(zai)提(ti)供交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。一(yi)旦(dan)市電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)中斷(duan)，立即改由(you)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池以逆變(bian)器方(fang)式對(dui)負載(zai)提(ti)供交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。因此，對(dui)在(zai)線式UPS電(dian)(dian)源而言，在正常情況下，無(wu)論有無(wu)市電(dian)(dian)，它(ta)總是由(you)UPS電源的逆變(bian)器對(dui)負(fu)載(zai)供電，這樣就避免了所有由市電電網電壓波動(dong)及干擾帶來的影響(xiang)。顯(xian)而(er)易見，在線式UPS電源的供(gong)電質量明顯優于后備式UPS電源，因為(wei)它(ta)可以實現對負(fu)載的穩頻、穩壓供(gong)電，且在由市(shi)電供(gong)電轉換到蓄電池供(gong)電時(shi)，其轉換時(shi)間為(wei)零。

方波輸(shu)出的UPS電源帶負(fu)載能(neng)力差(負(fu)載量僅為額定負(fu)載的40-60%)，不能帶電(dian)(dian)感性負載。如所(suo)帶的(de)負載過大，方波(bo)輸出(chu)電(dian)(dian)壓中包含的(de)三次(ci)諧(xie)波(bo)成份將使流人負載中的(de)容性電(dian)(dian)流增大，嚴重(zhong)時會損(sun)壞負載的(de)電(dian)(dian)源濾波(bo)電(dian)(dian)容。正弦波(bo)輸出(chu)的(de)UPS電(dian)源的(de)輸(shu)出電(dian)壓波形(xing)畸變(bian)度與(yu)負載量(liang)之間的(de)關系沒有方波輸(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)處于逆變器供電狀態時(shi)，除(chu)非迫不(bu)(bu)得已，一般不(bu)(bu)要滿載或(huo)超載運行，否則會使UPS電源的(de)故障率明顯增多。

UPS與負載的匹配

有的UPS用(yong)瓦(W)或(huo)者千瓦(kw)來(lai)表示(shi)其(qi)輸出功率，如(ru)500W、1kw等;有的(de)UPS用(yong)伏安(VA)或(huo)者千伏安(kVA)來表示其輸(shu)出(chu)功率大小，如(ru)3000VA、5kVA等。VA與W的一般換算關系為：瓦是伏安(an)的0.8倍(bei)，如(ru)3kVA=2.4kw。UPS是線(xian)負載供電用的，每一種(zhong)UPS都有(you)特定的輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)能力。如3kVA的(de)UPS，其(qi)最大輸出功率是3kVA或者2.4kw，此時就要求接(jie)到這(zhe)臺UPS上(shang)的設(she)備(bei)的耗(hao)電功率總和(he)不能超過2.4千瓦。通(tong)常設備都(dou)標明了耗電功率(或者額定功率)，此時(shi)就(jiu)應當使所有接到UPS上(shang)的設備的額定(ding)功率加起來不超過UPS的(de)輸出功率，這種方法(fa)通(tong)常就叫做(zuo)UPS輸出(chu)功率(lv)(lv)與負載耗電(dian)功率(lv)(lv)的匹(pi)配(pei)。但(dan)有些設備的啟動(dong)功率(lv)(lv)是額定功率(lv)(lv)的3-5倍(例如打印機的額定功(gong)率(lv)為200W，則(ze)在計算負(fu)載匹配時(shi)要(yao)按5×200W=1000W進(jin)行折算)。除了打印機(ji)以外(wai)的(de)其他計算機(ji)外(wai)部(bu)設備，通常啟動功率(lv)略大于(yu)額(e)定功率(lv)，故考(kao)慮匹配時最好(hao)按(an)UPS輸出功率的80%進行負載匹(pi)配。

標準的UPS未加外接電池前，在它的輸出功率與負載(zai)耗(hao)電功率完全匹(pi)配(即(ji)全負載)的(de)情況下，一(yi)般從市(shi)電中(zhong)斷時算起可(ke)供電約(yue)6-10分鐘(具體數值每個型號的UPS說明書上都有記載)。如果以負載耗電(dian)功(gong)率只(zhi)有UPS輸出功率(lv)的(de)一(yi)半計算(習慣叫半負(fu)載或者50%負(fu)載率(lv)，如1000W的UPS接入500W的負載)，則可供電12-25分鐘，不同負載量時的UPS供電時間(jian)大約可參照負載減(jian)半時間(jian)加倍的方式計算。使用注意事項正確使用UPS電源，不但可以減少UPS發生故障的(de)機會，而且(qie)能夠(gou)有效地延(yan)長其使用壽命(ming)。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使(shi)用UPS電(dian)源時(shi)，應嚴格遵守廠家的產品說(shuo)明書的有關規(gui)定，保證UPS所接(jie)市電(dian)的(de)火線、零線順序符合要(yao)求(qiu)。

(2)配備(bei)UPS的主要目(mu)的是防止由于突然停電(dian)而導致計算機丟(diu)失信息和破壞硬盤，但有些設備工作時是并不害怕突然停電(dian)的(如打印(yin)機等)。為了(le)節省UPS的能源，打印機可(ke)以(yi)考慮不必經過(guo)UPS而(er)直(zhi)接(jie)接(jie)入(ru)市電。如(ru)果是(shi)網絡系統，可考慮UPS只供電給(gei)主機(或者服務器)及其有關部分(fen)。這(zhe)樣可保證UPS既(ji)能夠用到最(zui)重要的設(she)備上，又能節(jie)省投資。

(3)不(bu)要超負載使用UPS。UPS電源(yuan)的最大負載量(liang)應該是其標稱(cheng)負載量(liang)的80%(如1000w的UPS，按(an)80%負載率即(ji)800W去匹配(pei)負載：1000VA的UPS按(an)80%換(huan)算成800W之(zhi)后再(zai)按80%負載率即640W去匹(pi)配負(fu)載)。如果超載使用，在逆變狀態(tai)下，常造成逆變三極管的擊穿。此外，在使用UPS時(shi)，嚴禁接諸如日光燈(deng)之類(lei)的感性(xing)負(fu)載，而(er)只能(neng)接純(chun)電(dian)用或(huo)較小的電(dian)容(rong)性(xing)負(fu)載。

(4)開關機時(shi)應(ying)當注意開關機的順序：開機時(shi)先開UPS，稍后(最好(hao)是滯后1-2分鐘(zhong)，讓UPS充(chong)分進入工作(zuo)狀態(tai))再(zai)開通負(fu)(fu)載的電源開關(guan)，而且負(fu)(fu)載的電源開關(guan)要一個一個地(di)去開通：關(guan)機時(shi)順序(xu)正好相反，先一個一個地(di)關(guan)掉負(fu)(fu)載的電源開關(guan)，再(zai)關(guan)掉UPS。UPS要(yao)(yao)長(chang)期(qi)處于開(kai)機狀態，而計算機等(deng)負載則(ze)每次要(yao)(yao)用才開(kai)機，用完后(hou)只要(yao)(yao)關掉(diao)計算機等(deng)負載的電(dian)源開(kai)關即可。

(5)不要頻繁關閉和開啟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(kai)啟UPS電源(yuan)，否則，UPS電源可能處于“啟動(dong)失(shi)敗(bai)”的狀態(tai)，即UPS電源處于(yu)既無(wu)市電輸出又無(wu)逆變器輸出的(de)不正常狀態(tai)。

(6)UPS內(nei)電池內(nei)的電能有可能因某種原因而耗盡或(huo)者(zhe)接近耗盡。為了(le)補(bu)償電池能量和(he)提高電池壽命(ming)，UPS要進行(xing)及時(shi)的(de)(de)、較長時(shi)間的(de)(de)連續(xu)充電(通常不(bu)少于48小時，可以帶或者不帶負載)，以避免由于電池衰竭而引起故(gu)障。新購(gou)置或存(cun)放(fang)很久的UPS，在使(shi)用前，應(ying)先充電12小時。長期(qi)存放不用(yong)的UPS，每隔3個月，充電12小時，若處于高溫地區，每隔2個月(yue)充電一次(ci)。UPS不充(chong)電(dian)就(jiu)使用(yong)，會損壞蓄電(dian)池。