ups電源知識、UPS的種類(lèi)及工作原理

　　UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩壓穩頻輸出的電源保護設備。當市電正常輸入時(shí)，UPS就將市電穩壓后供給負載使用，同時(shí)對機內電池充電，把能量?jì)Υ嬖陔姵刂?當市電中斷(事故停電)或輸入故障時(shí)，UPS將機內電池的能量轉換為220V交流電繼續供負載使用，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。日前市場(chǎng)上供應的UPS電源設備種類(lèi)較多，輸出功率為500VA～3000kVA。UPS按工作模式可分為后備式、在線(xiàn)式和在線(xiàn)互動(dòng)式3大類(lèi)，按其輸出波形又可分為方波輸出和正弦波輸出兩種。

　　1. 后備式UPS電源

　　在市電正常供電時(shí)，市電通過(guò)交流旁路通道再經(jīng)轉換開(kāi)關(guān)直接向負載提供電源。機內的逆變器處于停止工作狀態(tài)，這時(shí)的UPS電源實(shí)質(zhì)上相當于一臺性能較差的市電穩壓器。它除了對市電電壓的幅度波動(dòng)有所改善外，對電壓的頻率不穩、波形畸變以及從電網(wǎng)侵入的干擾等不良影響基本上沒(méi)有任何改善。只有當市電供電中斷或低于170V時(shí)，蓄電池才對UPS逆變器供電，并向負載提供穩壓、穩額的方波交流電源。

　　2. 在線(xiàn)式UPS電源

　　在市電正常供電時(shí)，它首先將市電交流電源經(jīng)整流變成直流電源，然后進(jìn)行脈寬調制、濾波，再將直流電經(jīng)逆變器重新轉換成正弦波交流電源向負載供電。一旦市電中斷，立即改由蓄電池提供的直流電經(jīng)逆變器向負載提供正弦波交流電源。因此，對在線(xiàn)式UPS電源而言，在正常情況下，無(wú)論有無(wú)市電，它都是由UPS電源的逆變器對負載供電，這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動(dòng)及干擾而帶來(lái)的影響。顯而易見(jiàn)，在線(xiàn)式UPS電源的供電質(zhì)量明顯優(yōu)于后備式UPS電源。因為它可以實(shí)現對負載的穩頻、穩壓供電，而且在由市電供電轉換到蓄電池供電時(shí)，其轉換時(shí)間為零。真正給用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的穩壓、穩頻的純凈正弦波電源，從而提供符合網(wǎng)絡(luò )系統需要的電源保護。

　　3. 在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源

　　在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源也被稱(chēng)為3端口式UPS電源，使用的是工頻變壓器。從能量傳遞的角度來(lái)考慮，其變壓器存在3個(gè)能量流動(dòng)的端口：端口1連接市電輸入;端口2通過(guò)雙向變換器與蓄電池相連;端口3輸出。市電供電時(shí)，交流電經(jīng)端口1流入變壓器，在穩壓電路的控制下選擇合適的變壓器抽頭接人，同時(shí)在端口2的雙向變換器的作用下借助蓄電池的能量轉換共同調節端口3上的輸出電壓，以此來(lái)達到比較好的穩壓效果;市電掉電時(shí)，蓄電池通過(guò)雙向變換器經(jīng)端口2給變壓器供電，維持端口3上的交流輸出。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源在變壓器抽頭切換的過(guò)程中，雙向變換器作為逆變器方式工作。蓄電池供電，因此能實(shí)現輸出電壓的不間斷，同樣在由市電供電到電池供電的切換過(guò)程中也能做到?jīng)]有轉換時(shí)間。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源的電路實(shí)現簡(jiǎn)單，沒(méi)有單獨的充電器，帶來(lái)的是生產(chǎn)成本的降低和可靠性的提高。這類(lèi)產(chǎn)品在市電供電工作時(shí)也不存在A(yíng)C/DC、DC/AC的轉換，使整機效率有所提高。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS很好地結合了后備式UPS和在線(xiàn)式UPS的許多優(yōu)點(diǎn)，是一種很不錯的變換形式。但是由于它使用的是工頻變壓器，同樣有笨重、體積大的問(wèn)題。

　　二、UPS的選擇

　　UPS的選用應當考慮以下幾個(gè)重要因素。

　　1. UPS的容量

　　它的確定取決于負載功率的大小。負載功率可用估算法進(jìn)行簡(jiǎn)單計算，應把各個(gè)單項負載的功率加起來(lái)得到的和乘以一個(gè)保險系數k(k一般取1.3)作為總的功率負載，再以該負載功率為基數考慮為以后擴充設備留一定的余量，即可確定所需UPS的容量，其單位是VA、kVA。

　　2. UPS的相數

　　目前，UPS的相數類(lèi)型有：三相輸入/三相輸出、三相輸入/單相輸出和單相輸入/單相輸出3種。用戶(hù)可根據負載的具體情況及使用要求進(jìn)行選擇，通常大功率的UPS(100kVA以上)都是三相輸入/三相輸出;中、小功率的UPS(30kVA以下)均為單相輸入/單相輸出。三相輸出電源設備結構復雜，價(jià)格較高，因此在滿(mǎn)足負載要求的情況下(通常情況下負載均為單相)，宜優(yōu)先選擇單相輸出的UPS;對三相輸入來(lái)說(shuō)，有些負載的工作電流較大，且要求電流波動(dòng)小，這時(shí)可選擇三相電源輸入的UPS，可使系統工作狀態(tài)更加穩定。

　　3. UPS的類(lèi)型

　　對一般計算機而言，選擇后備式UPS即可。雖然這種UPS電源切換時(shí)間較長(cháng)，對計算機有瞬間的電流沖擊，但一般計算機的電源均能承受。后備式UPS電源的電壓穩定，價(jià)格便宜。一些重要行業(yè)和部門(mén)的網(wǎng)絡(luò )計算機好選擇在線(xiàn)式UPS，以保證系統的絕對安全。

　　4. UPS的保護時(shí)間

　　即UPS的蓄電池能夠持續供電時(shí)間。用戶(hù)選擇UPS時(shí)，可根據所在地的供電情況來(lái)綜合考慮，如果供電正常，只是偶爾有瞬時(shí)停電的情況，選擇普通的后備式UPS即可;如果停電的時(shí)間較長(cháng)，所選的UPS的短持續供電時(shí)間應足以保證用戶(hù)能夠做好停機前的所有工作。

　　5. UPS的品牌

　　UPS產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展很快，各種品牌的UPS充斥市場(chǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，用戶(hù)在選擇時(shí)，一定要貨比三家，睜大慧眼，三思而后行。

　　三、UPS的維護

　　(1) 新購置的UPS在使用前，應根據產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)，對其后備蓄電池進(jìn)行均衡充電，以延長(cháng)其使用壽命，充電時(shí)間一般為12 h～48 h。對于長(cháng)期閑置不用的UPS，應每月充電1次，時(shí)間保持在10 h～20 h左右。

　　(2) 使用UPS電源時(shí)，應按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的有關(guān)規定操作，保證所接的火線(xiàn)、零線(xiàn)、地線(xiàn)符合要求，用戶(hù)不得隨意改變其相互的順序。

　　(3) 對長(cháng)期處于只充電不放電的UPS，為了防止蓄電池老化，應每隔2個(gè)月～3個(gè)月人為地中斷電源，讓UPS的蓄電池放電3min～5min，以達到激活電池的目的。應當注意的是。非迫不得已不要讓UPS深度放電，因為一般UPS的蓄電池允許深度放電的次數只有200次～500次。

　　(4) 嚴格按照正確的開(kāi)機、關(guān)機順序操作，避免負載突然加載或突然減載，造成電壓輸出波動(dòng)大，電源無(wú)法正常工作。

　　(5) 不要頻繁地關(guān)閉和開(kāi)啟UPS電源，一般在關(guān)閉UPS電源后，至少等待6s才能再開(kāi)啟UPS電源。

　　(6) UPS電源的大啟動(dòng)負載應控制在80%之內，如果超載使用，時(shí)常會(huì )擊穿逆變三極管。

　　(7) 定期清除UPS電源機內的積塵，測量蓄電池組的電壓。要及時(shí)更換不合格電池，檢查風(fēng)扇運轉情況及檢測調節UPS的系統參數等。