UPS電源是什么

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是(shi)一種含有(you)儲能裝置，以(yi)逆(ni)(ni)變器(qi)為主(zhu)要(yao)組成部(bu)分的(de)恒壓(ya)(ya)恒頻(pin)的(de)不(bu)(bu)間斷(duan)電(dian)源。主(zhu)要(yao)用(yong)于給單臺計算(suan)機、計算(suan)機網絡系統(tong)或其它電(dian)力電(dian)子設備提供不(bu)(bu)間斷(duan)的(de)電(dian)力供應。當(dang)市電(dian)輸(shu)入正常時(shi)，UPS 將(jiang)市電(dian)穩壓(ya)(ya)后供應給負(fu)載(zai)使用(yong)，此(ci)時(shi)的(de)UPS就(jiu)是(shi)一臺交流市電(dian)穩壓(ya)(ya)器(qi)，同時(shi)它還(huan)向(xiang)機內電(dian)池充電(dian)；當(dang)市電(dian)中斷(duan)（事故(gu)停電(dian)）時(shi), UPS 立(li)即(ji)將(jiang)機內電(dian)池的(de)電(dian)能,通(tong)過逆(ni)(ni)變轉換的(de)方法向(xiang)負(fu)載(zai)繼續(xu)供應220V交流電(dian)，使負(fu)載(zai)維持正常工作并保護負(fu)載(zai)軟、硬件不(bu)(bu)受(shou)損壞。

UPS的功能與作用

UPS是(shi)不間斷電(dian)源(Uninterruptible Power System)的(de)英文名稱的(de)縮寫，它(ta)伴隨著計(ji)算機的(de)誕生而出現，是(shi)計(ji)算機常用的(de)外圍設備(bei)之一。實際上(shang)，UPS是一種含有(you)儲(chu)能裝(zhuang)置，并(bing)以(yi)逆變器為主(zhu)要(yao)組(zu)成部分的恒壓(ya)恒額(e)的不間斷電源。UPS在其發展初期，僅被(bei)視為一種備用電(dian)源。后來，由于電(dian)壓浪涌(yong)、電(dian)壓尖峰、電(dian)壓瞬變(bian)、電(dian)壓跌落、持續過壓或者欠壓甚至電(dian)壓中斷等(deng)電(dian)網質量問題(ti)，使計算(suan)機(ji)等(deng)設備的(de)電(dian)子系統受到(dao)干擾，造成敏感(gan)元件受損(sun)、信息(xi)丟失、磁盤程序被(bei)沖掉等(deng)嚴重后果，引起巨大的(de)經濟損(sun)失。因(yin)此，UPS日益受到重視，并逐漸(jian)發展成(cheng)一(yi)種具備穩壓、穩頻(pin)、濾波、抗(kang)電(dian)磁和射頻(pin)干擾、防電(dian)壓浪涌等功能的電(dian)力保(bao)護系(xi)統。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電源設備(bei)，其輸出功率從500VA到3000kVA不等。當有市電供給(gei)UPS的時候，UPS對市電進行穩壓(220V±5%)后為計(ji)算(suan)機供電。此時的UPS就是一(yi)臺(tai)交流市(shi)電穩壓器，同(tong)時它(ta)還向(xiang)機內電池充電。因UPS設計(ji)的(de)不(bu)同，UPS適應(ying)的范(fan)圍也不同(tong)，UPS輸出(chu)電壓在±10-15%的變化一(yi)般屬正(zheng)常的計算機使用電壓(ya)。當市電異常或者中斷時(shi)，UPS立即將機(ji)內電(dian)池的(de)(de)電(dian)能(neng)通過逆變轉(zhuan)換供給計(ji)算機(ji)系統，以維(wei)持計(ji)算機(ji)系統的(de)(de)正常工作并保護計(ji)算機(ji)的(de)(de)軟硬(ying)件不受損失。

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UPS的分類與特點

UPS電源按(an)其工(gong)作方式可分(fen)為后備(bei)式和(he)在線式兩大類，按(an)其輸出波形又可分(fen)為方波輸出和(he)正(zheng)弦波輸出兩種。后備(bei)式UPS電(dian)(dian)源在市電(dian)(dian)正常供電(dian)(dian)時，市電(dian)(dian)通過交(jiao)流(liu)旁路通道再經轉換開關(guan)直接向負載提(ti)供電(dian)(dian)源，機內(nei)的逆變(bian)器處于停止工作狀態。這種UPS電(dian)(dian)(dian)源在實(shi)質上相當于一(yi)臺穩(wen)(wen)壓(ya)性(xing)能極差的市(shi)電(dian)(dian)(dian)穩(wen)(wen)壓(ya)器。它(ta)除了對(dui)市(shi)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的幅(fu)度波(bo)動有(you)所改(gai)善(shan)外，對(dui)市(shi)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的頻(pin)率不(bu)穩(wen)(wen)、波(bo)形畸變以(yi)及(ji)從電(dian)(dian)(dian)網(wang)串入的干擾(rao)等不(bu)良(liang)影響(xiang)基本上沒有(you)任(ren)何改(gai)善(shan)。只有(you)當市(shi)電(dian)(dian)(dian)供電(dian)(dian)(dian)中斷或低(di)于170V時，蓄(xu)電池才對UPS的逆(ni)變器供電(dian)，并向負載(zai)提供穩(wen)壓、穩(wen)頻的交流電(dian)源。后備式UPS電(dian)源的優點(dian)是運行效率高、噪(zao)音低、價格相對(dui)(dui)便宜(yi)，主要適用于市電(dian)波動不大、對(dui)(dui)供電(dian)質量要求不高的場合。

在線式UPS電(dian)(dian)源(yuan)在市(shi)電(dian)(dian)正常(chang)供電(dian)(dian)時，首先將市(shi)電(dian)(dian)交(jiao)流電(dian)(dian)源(yuan)變(bian)成直流電(dian)(dian)源(yuan)，然后進行脈寬調制、濾波，再將直流電(dian)(dian)源(yuan)重新變(bian)成交(jiao)流電(dian)(dian)源(yuan)，即它平時是由(you)交(jiao)流電(dian)(dian)經整(zheng)流后又以(yi)逆變(bian)器方式(shi)(shi)向(xiang)負載提供交(jiao)流電(dian)(dian)源(yuan)。一(yi)旦(dan)市(shi)電(dian)(dian)中斷，立即改由(you)蓄電(dian)(dian)池以(yi)逆變(bian)器方式(shi)(shi)對負載提供交(jiao)流電(dian)(dian)源(yuan)。因(yin)此(ci)，對在線式(shi)(shi)UPS電源而言，在正常情(qing)況下，無論有無市電，它總是(shi)由UPS電(dian)(dian)(dian)源的逆(ni)變器對負載供電(dian)(dian)(dian)，這樣就避(bi)免(mian)了所(suo)有由市(shi)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)網電(dian)(dian)(dian)壓波(bo)動及(ji)干(gan)擾帶(dai)來的影(ying)響(xiang)。顯(xian)而易(yi)見，在線式UPS電源(yuan)的供(gong)電質量明顯優于后備式UPS電源，因為它可以(yi)實(shi)現對負載的(de)穩(wen)頻、穩(wen)壓(ya)供電，且在由市電供電轉換(huan)到蓄電池供電時，其轉換(huan)時間(jian)為零。

方波(bo)輸出的UPS電源帶負載能(neng)力(li)差(負載(zai)量(liang)僅為額定負載(zai)的40-60%)，不能(neng)帶(dai)電(dian)感性(xing)負載(zai)(zai)。如所帶(dai)的負載(zai)(zai)過大，方(fang)波(bo)輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)壓中包含的三次諧波(bo)成份(fen)將使流(liu)人負載(zai)(zai)中的容(rong)性(xing)電(dian)流(liu)增大，嚴重(zhong)時會損壞負載(zai)(zai)的電(dian)源濾波(bo)電(dian)容(rong)。正弦波(bo)輸(shu)(shu)出(chu)的UPS電源的輸出電壓波(bo)形(xing)畸(ji)變度與負載量之間的關系沒有方波(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(dian)源，當它們(men)處于逆變器(qi)供電(dian)狀態時，除非迫不得已，一般不要(yao)滿載(zai)或超載(zai)運行，否則會使UPS電源的(de)故(gu)障(zhang)率明顯增多。

UPS與負載的匹配

有的UPS用瓦(W)或者千瓦(kw)來表(biao)示(shi)其輸出功率，如500W、1kw等(deng);有的UPS用伏安(VA)或者千伏安(kVA)來表示其輸(shu)出功率大小(xiao)，如(ru)3000VA、5kVA等。VA與W的一般換算(suan)關系為(wei)：瓦是伏(fu)安的0.8倍，如3kVA=2.4kw。UPS是線負載供電(dian)用(yong)的，每一種UPS都有特(te)定(ding)的輸出功率(lv)能(neng)力。如3kVA的UPS，其最(zui)大(da)輸出(chu)功率是(shi)3kVA或者(zhe)2.4kw，此時就要求(qiu)接到(dao)這臺UPS上(shang)的(de)設備的(de)耗電功(gong)率總(zong)和不能超過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(lv))，此(ci)時(shi)就應(ying)當使所有接(jie)到UPS上的設備的額定功率(lv)加(jia)起來不超過UPS的(de)輸出功率，這種方(fang)法(fa)通(tong)常就叫做UPS輸(shu)出功(gong)率與(yu)負載耗(hao)電(dian)功(gong)率的匹配。但有些設備的啟動功(gong)率是(shi)額定功(gong)率的3-5倍(例如打印機的額定功率為(wei)200W，則(ze)在計算(suan)負載匹配時要按(an)5×200W=1000W進(jin)行折算(suan))。除(chu)了打(da)印(yin)機(ji)以外(wai)的其他(ta)計算機(ji)外(wai)部(bu)設備，通(tong)常啟(qi)動功(gong)率(lv)略(lve)大于額定(ding)功(gong)率(lv)，故考慮(lv)匹配(pei)時最好按UPS輸出功(gong)率的80%進行(xing)負載匹配。

標準的UPS未加(jia)外接電池前，在(zai)它的輸出(chu)功(gong)率與負(fu)載耗(hao)電功(gong)率完全匹配(即全負(fu)載)的情況(kuang)下，一般從市電中斷時算起可供電約(yue)6-10分(fen)鐘(具體數值每個型(xing)號的UPS說明(ming)書上都有記載)。如果以(yi)負載耗電功率只有UPS輸出功率的一半計算(習慣叫半負載(zai)或(huo)者(zhe)50%負載率，如(ru)1000W的(de)UPS接入(ru)500W的負載)，則(ze)可供電12-25分鐘(zhong)，不同負載量時的UPS供電(dian)時間大約可參照負載減(jian)半時間加倍的方式計算。使用注意事項正確使用UPS電源，不但可以(yi)減少UPS發生(sheng)故障的機會，而且(qie)能夠(gou)有效地(di)延長其使用壽命。

平常使用USP電源應當注意以下幾點：

(1)使用(yong)UPS電源(yuan)時(shi)，應嚴格遵守廠家的產品說明書的有(you)關規定，保證UPS所接(jie)市電的火線、零線順序(xu)符(fu)合要求。

(2)配(pei)備UPS的主要目的是(shi)防止由于突(tu)(tu)然停(ting)電而導致計算機(ji)丟失(shi)信息和破壞硬盤，但有(you)些設(she)備工作時是(shi)并不(bu)害怕突(tu)(tu)然停(ting)電的(如打印機等)。為了節(jie)省UPS的能源，打印機可以考慮不必(bi)經過(guo)UPS而直接(jie)接(jie)入市電(dian)。如果是網絡系統，可考(kao)慮UPS只供電給主機(或者服務器)及其有關部分。這(zhe)樣可保證UPS既(ji)能夠用(yong)到最重要(yao)的設(she)備上(shang)，又能節省投資。

(3)不要超負(fu)載使(shi)用UPS。UPS電(dian)源的(de)最大負載(zai)量應該是其標稱(cheng)負載(zai)量的(de)80%(如1000w的UPS，按80%負載率即800W去匹配負載：1000VA的(de)UPS按(an)80%換算成800W之(zhi)后(hou)再按80%負載(zai)率即640W去(qu)匹(pi)配(pei)負載)。如果超載使(shi)用，在(zai)逆變狀態下，常(chang)造(zao)成逆變三極管的擊穿。此外，在(zai)使(shi)用UPS時，嚴禁接(jie)諸如(ru)日光(guang)燈之類的(de)感性(xing)負載，而(er)只能(neng)接(jie)純(chun)電(dian)用或較小(xiao)的(de)電(dian)容性(xing)負載。

(4)開關機(ji)時(shi)(shi)應當(dang)注意(yi)開關機(ji)的順序(xu)：開機(ji)時(shi)(shi)先(xian)開UPS，稍(shao)后(hou)(最好是滯后1-2分(fen)鐘，讓UPS充分進入工(gong)作狀態)再開(kai)(kai)通負載的(de)電源(yuan)(yuan)開(kai)(kai)關(guan)，而且(qie)負載的(de)電源(yuan)(yuan)開(kai)(kai)關(guan)要(yao)一(yi)(yi)個一(yi)(yi)個地(di)去(qu)開(kai)(kai)通：關(guan)機時順(shun)序(xu)正好相(xiang)反，先(xian)一(yi)(yi)個一(yi)(yi)個地(di)關(guan)掉(diao)負載的(de)電源(yuan)(yuan)開(kai)(kai)關(guan)，再關(guan)掉(diao)UPS。UPS要(yao)長期處于開(kai)(kai)機(ji)狀(zhuang)態(tai)，而計算機(ji)等負(fu)載(zai)則每次要(yao)用才開(kai)(kai)機(ji)，用完后(hou)只要(yao)關掉(diao)計算機(ji)等負(fu)載(zai)的電源開(kai)(kai)關即可。

(5)不要頻繁(fan)關閉(bi)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(cai)能再開啟UPS電源，否則，UPS電源(yuan)可能(neng)處于“啟動失(shi)敗”的狀態，即UPS電源處于既無市電輸出(chu)又(you)無逆變器輸出(chu)的不正(zheng)常狀(zhuang)態。

(6)UPS內(nei)電(dian)池(chi)(chi)內(nei)的電(dian)能(neng)(neng)有(you)可(ke)能(neng)(neng)因某(mou)種原因而耗盡(jin)或(huo)者(zhe)接近耗盡(jin)。為了補償電(dian)池(chi)(chi)能(neng)(neng)量和提高電(dian)池(chi)(chi)壽命(ming)，UPS要進行(xing)及(ji)時(shi)的、較長時(shi)間(jian)的連續(xu)充電(通常不(bu)少(shao)于48小(xiao)時，可以帶或者不帶負載)，以避免由(you)于電池衰竭而引起故障。新購置(zhi)或存放很(hen)久的(de)UPS，在使用前，應(ying)先充(chong)電12小時(shi)。長期存放(fang)不用的UPS，每(mei)隔3個月，充電12小時，若處于高溫地區，每隔2個(ge)月充電一次。UPS不(bu)充電就使用，會(hui)損壞蓄電池。