ups电源知识、UPS的种类及工作原理

　　UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对机内电池充电，把能量储存在电池中;当市电中断(事故停电)或输入故障时，UPS将机内电池的能量转换为220V交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。日前市场上供应的UPS电源设备种类较多，输出功率为500VA～3000kVA。UPS按工作模式可分为后备式、在线式和在线互动式3大类，按其输出波形又可分为方波输出和正弦波输出两种。

　　1. 后备式UPS电源

　　在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道再经转换开关直接向负载提供电源。机内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS电源实质上相当于一台性能较差的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于170V时，蓄电池才对UPS逆变器供电，并向负载提供稳压、稳额的方波交流电源。

　　2. 在线式UPS电源

　　在市电正常供电时，它首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电。一旦市电中断，立即改由蓄电池提供的直流电经逆变器向负载提供正弦波交流电源。因此，对在线式UPS电源而言，在正常情况下，无论有无市电，它都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰而带来的影响。显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源。因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，而且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源，从而提供符合网络系统需要的电源保护。

　　3. 在线互动式UPS电源

　　在线互动式UPS电源也被称为3端口式UPS电源，使用的是工频变压器。从能量传递的角度来考虑，其变压器存在3个能量流动的端口：端口1连接市电输入;端口2通过双向变换器与蓄电池相连;端口3输出。市电供电时，交流电经端口1流入变压器，在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头接人，同时在端口2的双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节端口3上的输出电压，以此来达到比较好的稳压效果;市电掉电时，蓄电池通过双向变换器经端口2给变压器供电，维持端口3上的交流输出。在线互动式UPS电源在变压器抽头切换的过程中，双向变换器作为逆变器方式工作。蓄电池供电，因此能实现输出电压的不间断，同样在由市电供电到电池供电的切换过程中也能做到没有转换时间。在线互动式UPS电源的电路实现简单，没有单独的充电器，带来的是生产成本的降低和可靠性的提高。这类产品在市电供电工作时也不存在AC/DC、DC/AC的转换，使整机效率有所提高。在线互动式UPS很好地结合了后备式UPS和在线式UPS的许多优点，是一种很不错的变换形式。但是由于它使用的是工频变压器，同样有笨重、体积大的问题。

　　二、UPS的选择

　　UPS的选用应当考虑以下几个重要因素。

　　1. UPS的容量

　　它的确定取决于负载功率的大小。负载功率可用估算法进行简单计算，应把各个单项负载的功率加起来得到的和乘以一个保险系数k(k一般取1.3)作为总的功率负载，再以该负载功率为基数考虑为以后扩充设备留一定的余量，即可确定所需UPS的容量，其单位是VA、kVA。

　　2. UPS的相数

　　目前，UPS的相数类型有：三相输入/三相输出、三相输入/单相输出和单相输入/单相输出3种。用户可根据负载的具体情况及使用要求进行选择，通常大功率的UPS(100kVA以上)都是三相输入/三相输出;中、小功率的UPS(30kVA以下)均为单相输入/单相输出。三相输出电源设备结构复杂，价格较高，因此在满足负载要求的情况下(通常情况下负载均为单相)，宜优先选择单相输出的UPS;对三相输入来说，有些负载的工作电流较大，且要求电流波动小，这时可选择三相电源输入的UPS，可使系统工作状态更加稳定。

　　3. UPS的类型

　　对一般计算机而言，选择后备式UPS即可。虽然这种UPS电源切换时间较长，对计算机有瞬间的电流冲击，但一般计算机的电源均能承受。后备式UPS电源的电压稳定，价格便宜。一些重要行业和部门的网络计算机好选择在线式UPS，以保证系统的绝对安全。

　　4. UPS的保护时间

　　即UPS的蓄电池能够持续供电时间。用户选择UPS时，可根据所在地的供电情况来综合考虑，如果供电正常，只是偶尔有瞬时停电的情况，选择普通的后备式UPS即可;如果停电的时间较长，所选的UPS的短持续供电时间应足以保证用户能够做好停机前的所有工作。

　　5. UPS的品牌

　　UPS产品市场发展很快，各种品牌的UPS充斥市场，产品质量参差不齐，用户在选择时，一定要货比三家，睁大慧眼，三思而后行。

　　三、UPS的维护

　　(1) 新购置的UPS在使用前，应根据产品使用说明书，对其后备蓄电池进行均衡充电，以延长其使用寿命，充电时间一般为12 h～48 h。对于长期闲置不用的UPS，应每月充电1次，时间保持在10 h～20 h左右。

　　(2) 使用UPS电源时，应按照产品说明书中的有关规定操作，保证所接的火线、零线、地线符合要求，用户不得随意改变其相互的顺序。

　　(3) 对长期处于只充电不放电的UPS，为了防止蓄电池老化，应每隔2个月～3个月人为地中断电源，让UPS的蓄电池放电3min～5min，以达到激活电池的目的。应当注意的是。非迫不得已不要让UPS深度放电，因为一般UPS的蓄电池允许深度放电的次数只有200次～500次。

　　(4) 严格按照正确的开机、关机顺序操作，避免负载突然加载或突然减载，造成电压输出波动大，电源无法正常工作。

　　(5) 不要频繁地关闭和开启UPS电源，一般在关闭UPS电源后，至少等待6s才能再开启UPS电源。

　　(6) UPS电源的大启动负载应控制在80%之内，如果超载使用，时常会击穿逆变三极管。

　　(7) 定期清除UPS电源机内的积尘，测量蓄电池组的电压。要及时更换不合格电池，检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。