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ups電源知識、UPS的種類及工作原理

　　UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護設備。當市電正常輸入時，UPS就將市電穩(wěn)壓后供給負載使用，同時對機內電池充電，把能量儲存在電池中;當市電中斷(事故停電)或輸入故障時，UPS將機內電池的能量轉換為220V交流電繼續(xù)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。日前市場上供應的UPS電源設備種類較多，輸出功率為500VA～3000kVA。UPS按工作模式可分為后備式、在線式和在線互動式3大類，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，市電通過交流旁路通道再經轉換開關直接向負載提供電源。機內的逆變器處于停止工作狀態(tài)，這時的UPS電源實質上相當于一臺性能較差的市電穩(wěn)壓器。它除了對市電電壓的幅度波動有所改善外，對電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及從電網侵入的干擾等不良影響基本上沒有任何改善。只有當市電供電中斷或低于170V時，蓄電池才對UPS逆變器供電，并向負載提供穩(wěn)壓、穩(wěn)額的方波交流電源。

　　2. 在線式UPS電源

　　在市電正常供電時，它首先將市電交流電源經整流變成直流電源，然后進行脈寬調制、濾波，再將直流電經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逆變器向負載提供正弦波交流電源。因此，對在線式UPS電源而言，在正常情況下，無論有無市電，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電壓波動及干擾而帶來的影響。顯而易見，在線式UPS電源的供電質量明顯優(yōu)于后備式UPS電源。因為它可以實現對負載的穩(wěn)頻、穩(wěn)壓供電，而且在由市電供電轉換到蓄電池供電時，其轉換時間為零。真正給用戶提供優(yōu)質的穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的純凈正弦波電源，從而提供符合網絡系統(tǒng)需要的電源保護。

　　3. 在線互動式UPS電源

　　在線互動式UPS電源也被稱為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考慮，其變壓器存在3個能量流動的端口：端口1連接市電輸入;端口2通過雙向變換器與蓄電池相連;端口3輸出。市電供電時，交流電經端口1流入變壓器，在穩(wěn)壓電路的控制下選擇合適的變壓器抽頭接人，同時在端口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(jié)端口3上的輸出電壓，以此來達到比較好的穩(wěn)壓效果;市電掉電時，蓄電池通過雙向變換器經端口2給變壓器供電，維持端口3上的交流輸出。在線互動式UPS電源在變壓器抽頭切換的過程中，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程中也能做到沒有轉換時間。在線互動式UPS電源的電路實現簡單，沒有單獨的充電器，帶來的是生產成本的降低和可靠性的提高。這類產品在市電供電工作時也不存在AC/DC、DC/AC的轉換，使整機效率有所提高。在線互動式UPS很好地結合了后備式UPS和在線式UPS的許多優(yōu)點，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、體積大的問題。

　　二、UPS的選擇

　　UPS的選用應當考慮以下幾個重要因素。

　　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行簡單計算，應把各個單項負載的功率加起來得到的和乘以一個保險系數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。用戶可根據負載的具體情況及使用要求進行選擇，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，價格較高，因此在滿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;對三相輸入來說，有些負載的工作電流較大，且要求電流波動小，這時可選擇三相電源輸入的UPS，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)更加穩(wěn)定。

　　3. UPS的類型

　　對一般計算機而言，選擇后備式UPS即可。雖然這種UPS電源切換時間較長，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(wěn)定，價格便宜。一些重要行業(yè)和部門的網絡計算機好選擇在線式UPS，以保證系統(tǒng)的絕對安全。

　　4. UPS的保護時間

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

　　5. UPS的品牌

　　UPS產品市場發(fā)展很快，各種品牌的UPS充斥市場，產品質量參差不齊，用戶在選擇時，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，應根據產品使用說明書，對其后備蓄電池進行均衡充電，以延長其使用壽命，充電時間一般為12 h～48 h。對于長期閑置不用的UPS，應每月充電1次，時間保持在10 h～20 h左右。

　　(2) 使用UPS電源時，應按照產品說明書中的有關規(guī)定操作，保證所接的火線、零線、地線符合要求，用戶不得隨意改變其相互的順序。

　　(3) 對長期處于只充電不放電的UPS，為了防止蓄電池老化，應每隔2個月～3個月人為地中斷電源，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) 嚴格按照正確的開機、關機順序操作，避免負載突然加載或突然減載，造成電壓輸出波動大，電源無法正常工作。

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