UPS不间断电源常识

文章来源： 更新时间：2013-12-27

　　UPS是Uninterruptable Power Supply的缩写，在电源发生故障时，UPS能够给计算机继续供电。
　　连接在计算机和电源之间以保证电流不受干扰的设备。UPS 设备使用电池保持计算机在断电之后仍能正常运行一段时间。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。（UPS）
　　不间断电源(UPS)，在停电时，为计算机或其它设备继续提供电源。UPS可以是下面的一种：
　　电池系统。
　　旋转UPS，它利用一个大飞轮的惯性来为计算机提供短暂电源。
　　运行AC发电机的内燃马达。
　　UPS设备有两种类型：联机和旁置。旁置设备只在电源没电时才启动。因此，它必须有可在5微秒内启动它做后援电源的电路。联机设备固定地为计算机提供电源。由于这一特点，它不需要在没电时才打开。如果外面的电源坏了，这个部件内的电池还继续向计算机提供电力。虽然联机UPS是最好的选择，但比旁置UPS要昂贵得多。然而由于联机部件对计算机提供恒定的电力，所以这种电力总是稳定的。
　　当购买电池后援系统时，需要对下面设备有些了解：
　　这个UPS电池可以提供电力的时间。
　　当UPS是在后缓电力操作时，UPS是否向服务器提供警告系统。
　　这个UPS有无消除外来瞬变嗓音的电力调节功能。
　　电池的寿命和它随着时间如何降级。
　　电池不再提供后援电力时，这个设备能否警告你。
　　这些电池是否可换。
　　还需知道准备安装UPS的设备电力需求情况。对于服务器，可能安装CPU(和其它附加设备)、监视器、外部路由器、集线器和布线中心。可以通过查看这些设备的后板来发现它们的电力需求。UPS的性能主要用伏安(VA)来衡量，它是指线路的电压乘以电流(安培)。需要把所有连接到这个UPS的设备的电力需求加在一起，然后购买一个可以处理负载的UPS。首先查得这个设备后板上的安培数，并乘以电压值(在美国通常是120伏特)，然后将每个设备的这个数字加在一起，并选择一个合适的UPS。
　　连接到文件服务器的UPS通常需要一条附加电缆，当UPS在后缓电力工作时，通过这条电缆警告文件服务器。然后，服务器就必须在一定时间内进行下载过程。这个监督器电缆的一端需要有一个立体声插头(为插进旁边的UPS监督器板或一个非PS/2文件服务器的SS键卡)或一个4针鼠标插头(为插入一个PS/2文件服务器的鼠标端口)。这个监督器电缆的另一端需要具有选择的特定UPS所需类型的连接器。
　　一些厂商已经为他们的电力保护设备开发了一些高级功能。美国电力转换公司的Smart-UPS系列，通过一种称为PowerChute的软件控制程序，向网络管理人员提供了诊断信息。这个软件是安装在服务器上的，并通过一条电缆与该UPS进行通信。然后，管理人员就可以跟踪电力质量、UPS操作温度、线路频率、UPS输出电压、最大和最小线路电力、电池强度、线路电压和UPS负载。美国电力转换公司(American Power Conversion)在Kingston，Rhode Island。
　　电网异常情况
　　使用不间断电源是为了应对电网可能出现的以下情况：
　　停电（电网停止工作，无电压输出）
　　压降（亦称下陷，电网电压低于标称电压15%-20%，时间可能持续数秒）
　　电涌（亦称浪涌、突波，电网电压瞬间高于标称电压10%以上，时间持续数秒）
　　持续欠压
　　持续过压
　　线噪（因线路屏蔽差而引入的射频或电磁干扰）
　　频率漂移（发电机不稳定造成的电网频率偏差）
　　开关瞬态（亦称暂态，由电气设备开关或放电造成的电压偏差，有时可高达20000伏，但是持续时间极短，仅数纳秒）
　　谐波（电网中由非线性特性的电气设备产生的对交流电正弦波形的干扰）
　　针对以上各种电力问题，有几种不同解决方式，见下表
　　后备式在线互动式纯在线式
　　电涌××/△○
　　高压突波××/△○
　　暂态过电压××/△○
　　电压下陷××/△○
　　噪声干扰××/△○
　　频率飘移××/△○
　　谐波××/△○
　　电压过低××/△○
　　市电中断○○○
　　○代表有较佳保护 △代表有限或视状况保护 ×代表没有保护
　　不间断电源的发展
　　飞轮式不间断电源
　　在使用电池的时代之前，不间断电源曾经使用飞轮和内燃机为负载提供电能供应，这种不间断电源被称为飞轮式或旋转式不间断电源。飞轮式不间断电源由整流器、直流电动机、飞轮、柴油机（或汽油机）及发电机等组成。在电网供电的情况下，由整流器提供的直流电驱动电动机带动飞轮旋转，并且带发电机为负载供电。由于飞轮的惯性作用，发电机转速可以保持均衡，此时不间断电源起过滤电网干扰的作用。当电网断电后，飞轮继续带动发电机的转子旋转，同时启动柴油机带动发电机发电，替代原有电网为负载供电。
　　由于飞轮式不间断电源使用内燃机提供电力，会产生较大的噪音同时体积也较大，因此目前一般仅被用于应急情况和一些自然状况恶劣的场合，通常情况下不间断电源会使用蓄电池来提供电力。
　　蓄电池式不间断电源
　　自二十世纪六十年代美国通用电气公司研究生产不间断电源以来，不间断电源一直在被改进，但是其基本原理没有重大变化。
　　现代的不间断电源由电池组、逆变器和控制电路组成，一端连接电网另一端连接电器负载。在电网电压正常的情况下，不间断电源利用电网电源为自身充电，在电网出现异常的时候，不间断电源将存储于电池中的电能释放，供负载使用。它按工作方式通常分为在线式和后备式（亦称为离线式）两种；按输出波形可分为正弦型、近似正弦型（用阶梯方波来拟合正弦波）等。
　　UPS不间断电源的特点
　　UPS是针对中国电网环境和网络监控和网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。系统采用在线式双变换拓扑架构设计，完全消除了UPS对电网的谐波污染，DC/AC输入设有谐波抑制器，完全消除了UPS对电网的谐波污染DC/AC变换器采用SPWM脉宽调制技术、IGBT功率模块以及输出隔离变压器，使UPS的输出为一稳频稳压、滤除杂讯，不受电网波动干扰、低失真度的纯净正弦波电源。具有带载能力强、负载兼容性好、市电输入电压、频率范围宽、输出无切换时间、优异的发电机兼容匹配性等特点，满足各种应用环境的要求；完善的保护装置，提升了系统运行的稳定性、可靠性以及先进的电池浮充电技术，完按电池的特性曲线充电，极大的延长电池的使用寿命；完善的LCD界面设计，使人机沟通零距离；UPS与PC间可通过RS232通讯端口进行通讯，使用户很轻松的了解UPS的工作状况、历史记录、及对UPS的控制，同时可通过远程网络监控功能，对UPS进行远程、随时随地的监控与管理。
　　UPS不间断电源的种类
　　后备式UPS、在线式UPS、在线互动式UPS。后备式UPS：采用抗干扰分级调压稳压技术，当市电供应正常或电压变化时，均能向负载提供高频干扰的稳压电源，当电网供电故障时，电池逆变供电需要4-10ms转化时间，对于一些对供电质量要求较高的设备来说不太合适。在线式UPS：电网供电故障时,UPS的输出不需要开关转换时间，其负载电能供应平滑稳定。一般用在金融、证券即电信等部门。在线互动式UPS：集中后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点，但稳频特性不理想，不适合做常延时的UPS电源。
　　不间断电源的应用
　　不间断电源[1]现已广泛应用于：工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备等领域。
　　UPS有哪些功能
　　UPS( Uninterruptible Power System )，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电 )时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。 UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性,而电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。 还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。