一,UPS的定義,原理。
UPS(Uninterruptible Power System)不間斷電源,是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要組成部分的恒壓、恒頻的不間斷電源。其主要作用是通過UPS系統(tǒng),對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備可靠而不間斷地進行供電。當(dāng)市電輸入正常時,UPS將市電穩(wěn)壓后供給負載使用,此時,UPS的作用相當(dāng)于一臺交流市電穩(wěn)壓器,同時它還向機內(nèi)儲能部分供電。當(dāng)市電中斷(事故停電)時,UPS立即將機內(nèi)存儲的電能通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應(yīng)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,使整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)不會因斷電事故而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
二,UPS電源的分類及特點
電源按其工作原理可分為后備式、在線式以及在線互動式三種。
1,后備式UPS:平時處于蓄電池充電狀態(tài),在停電時逆變器緊急切換到工作狀態(tài),將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉(wěn)定的交流電輸出,后備式UPS也被稱為離線式UPS。
后備式UPS電源的優(yōu)點是:運行效率高、噪音低、價格相對便宜,主要適用于市電波動小,對供電質(zhì)量要求低的場合,比較適合家庭使用。然而這種UPS的切換時間很短,一般介于2~10ms,而計算機本身的交換式電源供應(yīng)器在斷電時可維持10ms左右,所以個人計算機系統(tǒng)一般不會因為這個切換時間而出現(xiàn)問題。因此不適合用在關(guān)鍵性的,供電不能中斷的場所。后備式UPS一般只能持續(xù)供電幾分鐘到幾十分鐘,主要是讓您有時間備份數(shù)據(jù),并盡快結(jié)束手頭工作,其價格也比較低,比如個人家庭用戶,就可配備小功率的后備式UPS。
2,在線式UPS:這種UPS一直使其逆變器處于工作狀態(tài),首先通過電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟,再通過高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾。停電時則使用備用直流電源(蓄電池組)給逆變器供電。由于逆變器一直在工作,不存在切換時間問題,因此適用于對電源有嚴格要求的場合。
在線式UPS不同于后備式UPS,持續(xù)供電時間長,一般為幾個小時,甚至十幾個小時。它的主要功能是讓您在停電的情況下仍可像平常一樣工作。顯然,由于其功能的特殊性,價格也明顯貴很多。比較適用于計算機、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等電源要求嚴格的行業(yè)。
3,在線互動式UPS:這是一種智能化的UPS,是指在市電正常輸入時,UPS的逆變器處于反向工作(即整流工作狀態(tài)),給電池組充電。在市電異常時逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài),將電池組電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出,同后備式UPS相比,在線互動式UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波。具有較強的軟件功能,可以方便地上網(wǎng)進行UPS的遠程控制和智能化管理,可以自動檢測外部輸入電壓是否在正常范圍內(nèi),如有偏差可由穩(wěn)壓電器升壓或降壓,提供比較穩(wěn)定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數(shù)據(jù)接口(如RS-232串口)進行數(shù)據(jù)通訊,通過監(jiān)控軟件,用戶可直接從電腦屏幕上監(jiān)控電源及UPS狀況,方便管理工作并可提高計算機系統(tǒng)的可靠性。這種UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質(zhì)量高的優(yōu)點,但其穩(wěn)頻性不是十分理想,不適合做長延時的UPS電源。
三,UPS電源的性能參數(shù)
市電電壓輸入范圍寬,則表明對市電的利用能力強(減少電池放電)。輸出電壓、頻率范圍小,則表明對市電調(diào)整能力強,輸出穩(wěn)定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩(wěn)定性而電壓穩(wěn)定度則說明當(dāng)UPS突然由零負載加到滿負載時,輸出電壓的穩(wěn)定性。還有UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時間等都是表征UPS性能的重要參數(shù),決定了對負載的保護能力和對市電的利用率。性能越好,保護能力也越強。