什么要用UPS

　　現(xiàn)在全世界各國的大眾供應系統(tǒng)都是交流電源，一個理想的交流電源，應該滿足以下幾個條件：

　　■頻率穩(wěn)定

　　■電壓穩(wěn)定(土10%內)

　　■不含諧波失真(<5%)

　　■沒有噪聲干擾(符合IEEE587,FCC,CE等標準規(guī)定)

　　■低輸出阻抗

　　目前，我國僅有少數(shù)局部地區(qū)剛剛解決了電力緊張的問題，大部分地區(qū)和大城市還面臨著電力供應緊張的迫切問題，供電質量更是不能得到保證。市電無法提供敏感電子設備需要的干凈、穩(wěn)定的電源，用戶終為設備的健康和安全運行負責。但即使是在早已實現(xiàn)電氣化的美國和其它西方國家，電網的質量也遠非可靠。由于電網本身的質量有問題與各種偶然因素的作用，再加上自然災害的破壞，電壓浪涌，電磁噪聲，持續(xù)電壓偏高，持續(xù)低壓等電網不良現(xiàn)象在發(fā)達國家也是常事，甚至還可能發(fā)生長時間停電。事實上，在造成數(shù)據(jù)丟失的各種因素中，電源故障以45．3％的機率居首位，其它幾種主要的因素分別是：暴風雨9.4％、火災8.2％、硬軟件故障8.2％、洪水6.7％、地震5.5％。

　　可以想象如果未使用不間斷電源系統(tǒng)，那么當市電發(fā)生異常，將造成計算機掉電、死機，甚至造成硬件故障；在醫(yī)院里，電子醫(yī)療設備如果因為停電而停止工作，對病人的影響是致命的。硬件的故障可花錢消災，但是萬一丟失重要數(shù)據(jù)資料而沒有備份，花多少錢可能都不能彌補，所以為您的設備添購不斷電系統(tǒng)，就如同買保險一樣，有備無患。UPS系統(tǒng)并不是只有當停電時才有動作的，前面所提到的市電異常，包含了市電電壓過低、過高、突波、噪聲等，均是足以影響設備正常運作的電源品質問題，而配備不斷電系統(tǒng)能一次性解決幾乎所有的電源問題。由此可見UPS的重要性。

　　UPS的作用

　　1）停電保護：交流輸入中斷時UPS立即將電池直流電源轉換成交流電繼續(xù)供電。后備供電時間長短由電池容量、負載大小等因數(shù)決定。

　　2）高低電壓保護：市電電壓過高或過低時UPS內穩(wěn)壓器(AVR)將做適當?shù)恼{整，使UPS輸出的電壓保持在可使用的范圍，若電壓過低或過高超過可使用范圍，UPS將電池直流電源轉換成交流電繼續(xù)供電，以保護用戶設備。

　　3）波形失真處理：由于電力經由輸配電線路傳送至客戶端，各種機器設備的使用往往造成市電電壓波形的失真，因為波形失真將產生諧波干擾設備，且會使電力系統(tǒng)變壓器溫度升高，一般要求失真率<5%，一般UPS設計失真率<3%。

　　4）頻率穩(wěn)定：市電頻率分為50Hz/60Hz兩種，所謂頻率就是每一秒變動的周期，50Hz就是每秒50周次，中國是50Hz。發(fā)電機運轉時受到客戶端用電量的突然變化造成轉速的變動將使轉換出來的電力頻率飄移不定，經UPS轉換后的電力可提供穩(wěn)定的頻率。

　　5）電壓穩(wěn)定：市電電壓易受電力輸送線路品質的影響，離變電所較近的用戶電壓較高約240~260V，離變電所較遠的用戶電壓較低約180~200V，電壓太高或太低會使用戶設備縮短壽命，嚴重時會燒毀設備，使用在線式UPS可提供穩(wěn)定的電源電壓，可延長設備壽命及保護設備。

　　6）抑制差模噪聲：差模噪聲產生在火線與零線之間。

　　7）抑制共模噪聲：共模噪聲產生在火線/零線與地線之間。

　　8）突波保護：一般UPS會加裝突波吸收器或尖端放電設計吸收突波，以保護用戶設備。

　　9）瞬時響應保護：市電受干擾時有時會造成電壓凸出或下陷或瞬間中斷，使用在線式UPS可提供穩(wěn)定的電壓，使電壓變動在較小范圍內，可延長設備壽命及保護設備。

　　10）監(jiān)控電源：配合UPS的智能型通訊接口及監(jiān)控軟件可顯示UPS電壓、頻率、負載、電池、溫度等實時狀態(tài)信息，在市電中斷后顯示倒計時關機時間，并在電池耗盡前安全自動關閉系統(tǒng)及UPS電源。

　　UPS分類及主要技術

　　UPS作為計算機的重要外設，在保護計算機數(shù)據(jù)、保證電網電壓和頻率的穩(wěn)定，改進電網質量，防止瞬時停電和事故停電對用戶造成的危害等是非常重要的。

　　UPS已從60年代的旋轉發(fā)電機發(fā)展至今天的智能化靜止式，并且還在繼續(xù)發(fā)展。目前，UPS一般均指靜止式UPS，按其工作方式分類可分為后備式、在線互動式及在線式三大類。

　　后備式（OFFLINE）UPS在市電正常時直接由市電向負載供電（部分機型有穩(wěn)壓功能），逆變器此時不工作，當市電超出其工作范圍或停電時，通過轉換開關轉為電池逆變供電。其特點是：結構簡單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩(wěn)定精度差，有切換時間，且輸出波形一般為方波。

　　在線互動式UPS將充電回路與逆變器整合為雙向轉換回路，市電輸入正常時，UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電，在市電異常時逆變器立刻投入逆變工作，將電池組能量轉換為交流電輸出，其特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，但同樣存在切換時間。

　　在線式（ONLINE）UPS在市電正常時，由市電進行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負載提供交流電，在市電異常時，逆變器由電池提供能量，因逆變器始終處于工作狀態(tài)，故輸出不會中斷。其特點是，有極寬的輸入電壓范圍，無切換時間且輸出電壓穩(wěn)定精度高，特別適合對電源要求較高的場合，但是成本較高。目前，功率大于3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS。

　　除了以上三類，根據(jù)備用時間，UPS還可分為標準機和長效機。標準機用內置電池，后備供電時間較短，一般在5-15分鐘。長效機則可根據(jù)用戶需要，增大電池容量配置，延長后備時間。但這要求更大的充電器來滿足電池充電電流和充電時間性的需要，因此廠商在設計時會放大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。

　　UPS按輸入/輸出方式可分為三類：單相輸入/單相輸出、三相輸入/單相輸出、三相輸入/三相輸出。采用三相供電方式，每一相都承當一部分負載電流，因而中、大功率UPS多采用三相輸入/單相輸出或三相輸入/三相輸出的供電方式。

　　智能型UPS是當今UPS的一大發(fā)展趨勢，隨著UPS在網絡系統(tǒng)上的應用，網絡管理者強調整個網絡系統(tǒng)為保護對象，希望整個網絡系統(tǒng)在供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍然可以繼續(xù)工作而不中斷，因此UPS內部配置微處理器使之智能化是UPS的新趨勢，UPS內部硬件與軟件的結合，大幅度提高了UPS的功能，可以監(jiān)控UPS的運行工作狀態(tài)，如：UPS輸出電壓頻率，電網電壓頻率、電池狀態(tài)以及故障記錄等。還可以通過軟件對電池進行檢測、自動放電充電，以及遙控開關機等。網絡管理者就可以根據(jù)信息資料分析供電質量，依據(jù)實際情況采取相應的措施。當UPS檢測出供電電網中斷時，UPS自動切換到電池供電，在電池供電能力不足即通知服務器做關機的準備工作并在電池耗盡前自行關機。