ups電源知識(shí)、UPS的種類及工作原理

　　UPS是一種含有儲(chǔ)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(hù)設(shè)備。當(dāng)市電正常輸入時(shí)，UPS就將市電穩(wěn)壓后供給負(fù)載使用，同時(shí)對(duì)機(jī)內(nèi)電池充電，把能量儲(chǔ)存在電池中;當(dāng)市電中斷(事故停電)或輸入故障時(shí)，UPS將機(jī)內(nèi)電池的能量轉(zhuǎn)換為220V交流電繼續(xù)供負(fù)載使用，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。日前市場上供應(yīng)的UPS電源設(shè)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(dòng)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(shí)，市電通過交流旁路通道再經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)直接向負(fù)載提供電源。機(jī)內(nèi)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(dāng)于一臺(tái)性能較差的市電穩(wěn)壓器。它除了對(duì)市電電壓的幅度波動(dòng)有所改善外，對(duì)電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及從電網(wǎng)侵入的干擾等不良影響基本上沒有任何改善。只有當(dāng)市電供電中斷或低于170V時(shí)，蓄電池才對(duì)UPS逆變器供電，并向負(fù)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(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(diào)制、濾波，再將直流電經(jīng)逆變器重新轉(zhuǎn)換成正弦波交流電源向負(fù)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(fù)載提供正弦波交流電源。因此，對(duì)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(duì)負(fù)載供電，這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動(dòng)及干擾而帶來的影響。顯而易見，在線式UPS電源的供電質(zhì)量明顯優(yōu)于后備式UPS電源。因?yàn)樗�可以�?shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的穩(wěn)頻、穩(wěn)壓供電，而且在由市電供電轉(zhuǎn)換到蓄電池供電時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為零。真正給用戶提供優(yōu)質(zhì)的穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的純凈正弦波電源，從而提供符合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要的電源保護(hù)。

　　3. 在線互動(dòng)式UPS電源

　　在線互動(dòng)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(gè)能量流動(dòng)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(shí)，交流電經(jīng)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(shí)在端口2的雙向變換器的作用下借助蓄電池的能量轉(zhuǎn)換共同調(diào)節(jié)端口3上的輸出電壓，以此來達(dá)到比較好的穩(wěn)壓效果;市電掉電時(shí)，蓄電池通過雙向變換器經(jīng)端口2給變壓器供電，維持端口3上的交流輸出。在線互動(dòng)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(shí)現(xiàn)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?jīng)]有轉(zhuǎn)換時(shí)間。在線互動(dòng)式UPS電源的電路實(shí)現(xiàn)簡單，沒有單獨(dú)的充電器，帶來的是生產(chǎn)成本的降低和可靠性的提高。這類產(chǎn)品在市電供電工作時(shí)也不存在AC/DC、DC/AC的轉(zhuǎn)換，使整機(jī)效率有所提高。在線互動(dòng)式UPS很好地結(jié)合了后備式UPS和在線式UPS的許多優(yōu)點(diǎn)，是一種很不錯(cuò)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(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)重要因素。

　　1. UPS的容量

　　它的確定取決于負(fù)載功率的大小。負(fù)載功率可用估算法進(jìn)行簡單計(jì)算，應(yīng)把各個(gè)單項(xiàng)負(fù)載的功率加起來得到的和乘以一個(gè)保險(xiǎn)系數(shù)k(k一般取1.3)作為總的功率負(fù)載，再以該負(fù)載功率為基數(shù)考慮為以后擴(kuò)充設(shè)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(shù)

　　目前，UPS的相數(shù)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(jù)負(fù)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(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，因此在滿足負(fù)載要求的情況下(通常情況下負(fù)載均為單相)，宜優(yōu)先選擇單相輸出的UPS;對(duì)三相輸入來說，有些負(fù)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(tǒng)工作狀態(tài)更加穩(wěn)定。

　　3. UPS的類型

　　對(duì)一般計(jì)算機(jī)而言，選擇后備式UPS即可。雖然這種UPS電源切換時(shí)間較長，對(duì)計(jì)算機(jī)有瞬間的電流沖擊，但一般計(jì)算機(jī)的電源均能承受。后備式UPS電源的電壓穩(wěn)定，價(jià)格便宜。一些重要行業(yè)和部門的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)好選擇在線式UPS，以保證系統(tǒng)的絕對(duì)安全。

　　4. UPS的保護(hù)時(shí)間

　　即UPS的蓄電池能夠持續(xù)供電時(shí)間。用戶選擇UPS時(shí)，可根據(jù)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(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，所選的UPS的短持續(xù)供電時(shí)間應(yīng)足以保證用戶能夠做好停機(jī)前的所有工作。

　　5. UPS的品牌

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

　　三、UPS的維護(hù)

　　(1) 新購置的UPS在使用前，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品使用說明書，對(duì)其后備蓄電池進(jìn)行均衡充電，以延長其使用壽命，充電時(shí)間一般為12 h～48 h。對(duì)于長期閑置不用的UPS，應(yīng)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(yīng)按照產(chǎn)品說明書中的有關(guān)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(duì)長期處于只充電不放電的UPS，為了防止蓄電池老化，應(yīng)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(dá)到激活電池的目的。應(yīng)當(dāng)注意的是。非迫不得已不要讓UPS深度放電，因?yàn)橐话鉛PS的蓄電池允許深度放電的次數(shù)只有200次～500次。

　　(4) 嚴(yán)格按照正確的開機(jī)、關(guān)機(jī)順序操作，避免負(fù)載突然加載或突然減載，造成電壓輸出波動(dòng)大，電源無法正常工作。

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

　　(6) UPS電源的大啟動(dòng)負(fù)載應(yīng)控制在80%之內(nèi)，如果超載使用，時(shí)常會(huì)擊穿逆變?nèi)龢O管。

　　(7) 定期清除UPS電源機(jī)內(nèi)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(yùn)轉(zhuǎn)情況及檢測調(diào)節(jié)UPS的系統(tǒng)參數(shù)等。