UPS中的基本概念和知识

1、什么是UPS？
UPS即不间断电源系统。所谓不间断电源系统，就是当停电时能够接替市电持续供应电力的设备，它的动力来自电池组，由于电子元器件反应速度快,停电的瞬间在4~8毫秒内或无中断时间下继续供应电力。

2、为什么要用UPS？uninterrupted power system
现在全的大中供电系统都是交流电源，一个理想的交流电源，应该满足以下几个条件：
频率稳定
电压稳定(土5%内)
谐波失真小(<5%)
没有噪声干扰(符合IEEE 587,FCC,CE等标准规定)
低输出阻抗
大家可以想象，如果未使用不间断电源系统，那么当市电发生异常时，将造成计算机死机，甚至硬件故障，到时维修费将不可预料；硬件的故障可花钱消灾，存在硬盘中的资料呢？那可是有钱也买不到的，为您的设备添购不间断电源系统，就如同买保险一样，有备无患；UPS系统并不是只有当停电时才有动作的，前面所提到的市电异常，包含了市电电压过低、过高、突波、噪声等，足以影响设备正常运作的电源品质，UPS的重要性可见一斑。22%20%5Cl%20%220

3、电力电源常发生哪些问题？
电源停电、电压下陷、电源上涌、持续欠压、持续过压、频率波动、电脑干扰、切换瞬变、谐波失真等等

4、UPS解决了哪些电源干扰问题？
1.停电保护－－-一瞬间停电时立即由UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电。
2.高低电压保护－－-一市电电压过高或过低时UPS内置稳压器(AVR)将做适当的调整,使市电电压保持在可使用的范围内，若电压过低或过高到超过可使用范围时，UPS就会将电池的直流电源转换成交流电继续供电,以保护用户设备。
3.波形失真处理－－-一由于电力经由输配电线路传送至客户端,各种机器设备的使用,往往造成市电电压波形的失真,因为波形失真将产生谐波去干扰设备，并且会使电力系统变压器温度升高，大都要求失真率<5%，而一般UPS设计的失真率<3%～5%。
4.频率稳定－－-一市电频率分为50Hz/60Hz两种,所谓频率就是指电源正弦波每一秒钟变动的周期数。50Hz就是每秒钟变化50次。台湾市电的频率是60Hz，大陆是50Hz。发电机运转时受到客户端用电量的突然变化会造成转速的变动，将使转换出来的电力频率飘移不定，UPS转换的电力可提供稳定在一定范围内的频率。
5.电压稳定－－-一市电电压易受电力输送线路品质的影响,离变电所较近的用户电压较高，约230~240V，离变电所较远的用户电压较低约180~210V，电压太高或太低都会使用户设备缩短寿命，严重时会烧毁设备，使用在线式UPS可提供稳定的电源电压，电压变动不到2V，可延长设备寿命及保护设备。
6.抑制差模噪声－－-差模噪声产生在火线与中性线之间。
7.抑制共模噪声－－-共模噪声产生在火线/中性线与地线之间。
8.突波保护－－-一般UPS会加装突波吸收器或放电设计吸收突波,以保护用户设备。
9.瞬时响应保护－－-市电受干扰时有时会造成电压凸出或下陷或瞬间压降，使用在线式UPS可提供稳定的电压,使电压变动不到2V,可延长设备寿命及保护设备。
10.监控电源－－-配合UPS的智能型通讯接口及监控软件可纪录市电电压频率停电时间及次数来达到电源的监控,并可安排UPS定时开关机的时间表来节约能源。

5、UPS原理图：
UPS主要分为两大类三种形式：一类是后备式，另一类是在线式，还有一种介于两者之间的在线互动式。图三是在线式UPS的原理图，主要由整流器、逆变器、静态转换开关和后备电池组成。输出的交流电源是经过逆变器重新产生，其电压、波形频率由UPS本身控制，具有稳压、净化和不间断等功能。
图一：后备式

图二：在线互动式

图三：在线式

6、UPS工作方式：
正常运行方式
不断电系统的供电原理是当市电正常时，机器会将市电的交流电转换为直流电，而后对电池充电，以备电力中断时使用；这里跟各位强调的是不断电系统并不是停电时才会动作，像是遇到电压过低或过高、瞬间突波等，足以影响设备正常运转的电力品质时，不断电系统均会动作，提供设备稳定且干净的电力。
当市电正常供电时，市电经滤波回路后，分为两个回路动作，其一是经由充电回路对电池组充电，另一个则是经整流回路，作为逆变器的输入，再经过逆变器的转换提供电力给负载使用；由此可知，在线式不断电系统的输出完全由逆变器来供应，不论市电电力品质如何，其输出均是稳定而不受任何影响。
电池工作方式
一旦市电发生异常时，将储存于电池中的直流电转换为交流电，此时逆变器的输入改由电池组来供应，逆变器持续提供电力，供给负载继续使用，达到不断电的功能。不断电系统的电力来源是电池，而电池的容量是有限的，不断电系统不会像市电一般无限制的供应，不论多大容量的不断电系统，在其满载的的状态下，其所供电的时间必定有限，若要延长放电时间，须购买长时间型不断电系统。
旁路运行方式
当在线式UPS超载、旁路命令（手动或自动）、逆变器过热或机器故障时，UPS一般将逆变输出转为旁路输出，即由市电直接供电。旁路开关的双向可控硅是反向并联工作方式，解决了旁路切换时间问题，真正做到了不间断切换，由于控制电路复杂，一般应用在中大功率UPS上。如果过载，必须人为减少负载，否则旁路断路器会自动切断输出。
旁路维护方式
当UPS进行检修时，通过手动旁路保证负载设备的正常供电，当维修操作完成后，重新启动UPS， UPS转为正常运行。极低的维修时间，MTTR为15分钟，极大地提高了UPS的可用性。22%20%5Cl%20%220