不間斷電源-UPS基本知識及使用時注意事項介紹-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2018-07-13
UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統(tǒng)設備。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷（事故停電）時， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。
UPS電源系統(tǒng)由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進行AC/DC變換的整流器（REC），進行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發(fā)生變化時（該變化應滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就像接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護，設計了系統(tǒng)工作開關，主機自檢故障后的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。
在電網(wǎng)電壓工作正常時，給負載供電如圖所示，而且，同時給儲能電池充電；當突發(fā)停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池供給負載所需電源，維持正常的生產(chǎn)（如粗黑→所示）；當由于生產(chǎn)需要，負載嚴重過載時，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負載供電（如虛線所示）。
當市電正常為380/220VAC時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩(wěn)定的220V或380V交流電壓，同時市電經(jīng)整流后對電池充電。當任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒有切換時間。當電池能量即將耗盡時，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能，當發(fā)生超載（150%負載）時，跳到旁路狀態(tài)，并在負載正常時自動返回。當發(fā)生嚴重超載（超過200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時前面輸入空氣開關也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關，重新開機即開始恢復工作。
UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類。
其中，我們最常用的是后備式UPS，它具備了自動穩(wěn)壓、斷電保護等UPS最基礎也最重要的功能，雖然一般有10ms左右的轉換時間，但由于結構簡單而具有價格便宜，可靠性高等優(yōu)點，因此廣泛應用于微機、外設、POS機等領域。
后備式UPS電源又分為后備式正弦波輸出UPS電源和后備式方波輸出UPS電源。
后備式正弦波輸出UPS電源：單機輸出可做到0.25KW~2KW，當市電在170V~264V間變化時，向用戶提供經(jīng)調(diào)壓器處理的市電；當市電超出170V~264V范圍時，才由UPS提供高質(zhì)量的正弦波電源。
后備式方波輸出UPS電源：與后備式正弦波輸出UPS電源不同的只是為用戶提供50Hz方波電源。
在線式UPS結構較復雜，但性能完善，能解決所有電源問題，如四通PS系列，其顯著特點是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題；由于需要較大的投資，通常應用在關鍵設備與網(wǎng)絡中心等對電力要求苛刻的環(huán)境中。
在線互動式UPS，同后備式相比較，在線互動式具有濾波功能，抗市電干擾能力很強，轉換時間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，所以能配備服務器、路由器等網(wǎng)絡設備，或者用在電力環(huán)境較惡劣的地區(qū)。
不間斷電源現(xiàn)已廣泛應用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、計算機業(yè)務終端、網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡設備、數(shù)據(jù)存儲設備、應急照明系統(tǒng)、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統(tǒng)、個人計算機等領域。
不間斷電源的主要優(yōu)點，在于它的不間斷供電能力。在市電交流輸入正常時，UPS把交流電整流成直流電，然后再把直流電逆變成穩(wěn)定無雜質(zhì)的交流電，給后級負載使用。一旦市電交流輸入異常，比如欠壓了或者停電了又或者頻率異常了，那么UPS會啟用備用能源-蓄電池，UPS的整流電路會關斷，相應的，會把蓄電池的直流電逆變成穩(wěn)定無雜質(zhì)的交流電，繼續(xù)給后級負載使用。這就是UPS不間斷供電能力的由來。
當然，UPS的不間斷供電時間不是無限的，這個時間受制于蓄電池自身儲存能量的大小。如果發(fā)生交流停電，那么在UPS的蓄電池供電的寶貴時間內(nèi)，您需要做的就是趕緊恢復交流電，比如啟用備用交流電回路、啟用油機發(fā)電，實在不行，就只能緊急存盤，保存勞動成果，等待交流電恢復正常后再繼續(xù)。
1）UPS的使用環(huán)境應注意通風良好，利于散熱，并保持環(huán)境的清潔。
2）切勿帶感性負載，如點鈔機、日光燈、空調(diào)等，以免造成損壞。
3）UPS的輸出負載控制在60%左右為最佳，可靠性最高。
4）UPS帶載過輕（如1000VA的UPS帶100VA負載）有可能造成電池的深度放電，會降低電池的使用壽命，應盡量避免。
5）適當?shù)姆烹姡兄陔姵氐募せ睿玳L期不停市電，每隔三個月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次，這樣可以延長電池的使用壽命。
6）對于多數(shù)小型UPS，上班再開UPS，開機時要避免帶載啟動，下班時應關閉UPS；對于網(wǎng)絡機房的UPS，由于多數(shù)網(wǎng)絡是24小時工作的，所以UPS也必須全天候運行。
7）UPS放電后應及時充電，避免電池因過度自放電而損壞。
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