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為什么要用UPS

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

　　■頻率穩(wěn)定

　　■電壓穩(wěn)定(土10%內(nèi))

　　■不含諧波失真(<5%)

　　■沒有噪聲干擾(符合IEEE587,FCC,CE等標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)緊張的迫切問題，供電質(zhì)量更是不能得到保證。市電無法提供敏感電子設(shè)備需要的干凈、穩(wěn)定的電源，用戶終為設(shè)備的健康和安全運行負(fù)責(zé)。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(wǎng)的質(zhì)量也遠(yuǎn)非可靠。由于電網(wǎng)本身的質(zhì)量有問題與各種偶然因素的作用，再加上自然災(zāi)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(wǎng)不良現(xiàn)象在發(fā)達(dá)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(jī)率居首位，其它幾種主要的因素分別是：暴風(fēng)雨9.4％、火災(zāi)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(dāng)市電發(fā)生異常，將造成計算機(jī)掉電、死機(jī)，甚至造成硬件故障；在醫(yī)院里，電子醫(yī)療設(shè)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(zāi)，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(shè)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(dāng)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(shè)備正常運作的電源品質(zhì)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(hù)：交流輸入中斷時UPS立即將電池直流電源轉(zhuǎn)換成交流電繼續(xù)供電。后備供電時間長短由電池容量、負(fù)載大小等因數(shù)決定。

　　2）高低電壓保護(hù)：市電電壓過高或過低時UPS內(nèi)穩(wěn)壓器(AVR)將做適當(dāng)?shù)恼{(diào)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(zhuǎn)換成交流電繼續(xù)供電，以保護(hù)用戶設(shè)備。

　　3）波形失真處理：由于電力經(jīng)由輸配電線路傳送至客戶端，各種機(jī)器設(shè)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(chǎn)生諧波干擾設(shè)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(shè)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(jī)運轉(zhuǎn)時受到客戶端用電量的突然變化造成轉(zhuǎn)速的變動將使轉(zhuǎn)換出來的電力頻率飄移不定，經(jīng)UPS轉(zhuǎn)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(zhì)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(yuǎn)的用戶電壓較低約180~200V，電壓太高或太低會使用戶設(shè)備縮短壽命，嚴(yán)重時會燒毀設(shè)備，使用在線式UPS可提供穩(wěn)定的電源電壓，可延長設(shè)備壽命及保護(hù)設(shè)備。

　　6）抑制差模噪聲：差模噪聲產(chǎn)生在火線與零線之間。

　　7）抑制共模噪聲：共模噪聲產(chǎn)生在火線/零線與地線之間。

　　8）突波保護(hù)：一般UPS會加裝突波吸收器或尖端放電設(shè)計吸收突波，以保護(hù)用戶設(shè)備。

　　9）瞬時響應(yīng)保護(hù)：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(nèi)，可延長設(shè)備壽命及保護(hù)設(shè)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(fù)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(guān)機(jī)時間，并在電池耗盡前安全自動關(guān)閉系統(tǒng)及UPS電源。

　　UPS分類及主要技術(shù)

　　UPS作為計算機(jī)的重要外設(shè)，在保護(hù)計算機(jī)數(shù)據(jù)、保證電網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定，改進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)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(zhuǎn)發(fā)電機(jī)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(fù)載供電（部分機(jī)型有穩(wěn)壓功能），逆變器此時不工作，當(dāng)市電超出其工作范圍或停電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點是：結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負(fù)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)和長效機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)用內(nèi)置電池，后備供電時間較短，一般在5-15分鐘。長效機(jī)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(shè)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(dāng)一部分負(fù)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(dāng)今UPS的一大發(fā)展趨勢，隨著UPS在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)管理者強(qiáng)調(diào)整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為保護(hù)對象，希望整個網(wǎng)絡(luò)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(nèi)部配置微處理器使之智能化是UPS的新趨勢，UPS內(nèi)部硬件與軟件的結(jié)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(wǎng)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(jìn)行檢測、自動放電充電，以及遙控開關(guān)機(jī)等。網(wǎng)絡(luò)管理者就可以根據(jù)信息資料分析供電質(zhì)量，依據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施。當(dāng)UPS檢測出供電電網(wǎng)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(wù)器做關(guān)機(jī)的準(zhǔn)備工作并在電池耗盡前自行關(guān)機(jī)。