UPS的功能與作用

UPS是不間斷電源(UninterruptiblePowerSystem)的英文名稱的縮寫,，它伴隨著計(jì)算機(jī)的誕生而出現(xiàn),，是計(jì)算機(jī)常用的外圍設(shè)備之一,。實(shí)際上,，UPS是一種含有儲能裝置,，并以逆變器為主要組成部分的恒壓恒額的不間斷電源,。UPS在其發(fā)展初期,，僅被視為一種備用電源。后來,，由于電壓浪涌,、電壓尖峰、電壓瞬變,、電壓跌落,、持續(xù)過壓或者欠壓甚至電壓中斷等電網(wǎng)質(zhì)量問題，使計(jì)算機(jī)等設(shè)備的電子系統(tǒng)受到干擾,，造成敏感元件受損,、信息丟失、磁盤程序被沖掉等嚴(yán)重后果,，引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失,。因此,，UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成一種具備穩(wěn)壓,、穩(wěn)頻,、濾波、抗電磁和射頻干擾,、防電壓浪涌等功能的電力保護(hù)系統(tǒng),。

目前在市場上可以購買到種類繁多的UPS電源設(shè)備，其輸出功率從500VA到3000kVA不等,。當(dāng)有市電供給UPS的時(shí)候,，UPS對市電進(jìn)行穩(wěn)壓(220V±5%)后為計(jì)算機(jī)供電。此時(shí)的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器,，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電。因UPS設(shè)計(jì)的不同,，UPS適應(yīng)的范圍也不同,，UPS輸出電壓在±10-15%的變化一般屬正常的計(jì)算機(jī)使用電壓。當(dāng)市電異?；蛘咧袛鄷r(shí),，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能通過逆變轉(zhuǎn)換供給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以維持計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常工作并保護(hù)計(jì)算機(jī)的軟硬件不受損失,。

UPS的分類與特點(diǎn)

UPS電源按其工作方式可分為后備式和在線式兩大類,，按其輸出波形又可分為方波輸出和正弦波輸出兩種。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)。這種UPS電源在實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺穩(wěn)壓性能極差的市電穩(wěn)壓器,。它除了對市電電壓的幅度波動有所改善外,，對市電電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及從電網(wǎng)串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UPS的逆變器供電，并向負(fù)載提供穩(wěn)壓,、穩(wěn)頻的交流電源,。后備式UPS電源的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行效率高、噪音低,、價(jià)格相對便宜,，主要適用于市電波動不大、對供電質(zhì)量要求不高的場合,。

在線式UPS電源在市電正常供電時(shí),，首先將市電交流電源變成直流電源,，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波,，再將直流電源重新變成交流電源,，即它平時(shí)是由交流電經(jīng)整流后又以逆變器方式向負(fù)載提供交流電源。一旦市電中斷,，立即改由蓄電池以逆變器方式對負(fù)載提供交流電源,。因此，對在線式UPS電源而言,，在正常情況下,，無論有無市電，它總是由UPS電源的逆變器對負(fù)載供電,，這樣就避免了所有由市電電網(wǎng)電壓波動及干擾帶來的影響,。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梢詫?shí)現(xiàn)對負(fù)載的穩(wěn)頻,、穩(wěn)壓供電，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,。方波輸出的UPS電源帶負(fù)載能力差(負(fù)載量僅為額定負(fù)載的40-60%)，不能帶電感性負(fù)載,。如所帶的負(fù)載過大,，方波輸出電壓中包含的三次諧波成份將使流人負(fù)載中的容性電流增大，嚴(yán)重時(shí)會損壞負(fù)載的電源濾波電容,。正弦波輸出的UPS電源的輸出電壓波形畸變度與負(fù)載量之間的關(guān)系沒有方波輸出UPS電源那樣明顯,，負(fù)載能力相對較強(qiáng)，并能帶微電感性負(fù)載,。不管那種類型的UPS電源,，當(dāng)它們處于逆變器供電狀態(tài)時(shí)，除非迫不得已,，一般不要滿載或超載運(yùn)行,，否則會使UPS電源的故障率明顯增多。

UPS與負(fù)載的匹配

有的UPS用瓦(W)或者千瓦(kw)來表示其輸出功率,，如500W,、1kw等;有的UPS用伏安(VA)或者千伏安(kVA)來表示其輸出功率大小，如3000VA,、5kVA等,。VA與W的一般換算關(guān)系為：瓦是伏安的0.8倍，如3kVA=2.4kw。UPS是線負(fù)載供電用的,，每一種UPS都有特定的輸出功率能力,。如3kVA的UPS，其大輸出功率是3kVA或者2.4kw,，此時(shí)就要求接到這臺UPS上的設(shè)備的耗電功率總和不能超過2.4千瓦,。通常設(shè)備都標(biāo)明了耗電功率(或者額定功率)，此時(shí)就應(yīng)當(dāng)使所有接到UPS上的設(shè)備的額定功率加起來不超過UPS的輸出功率,，這種方法通常就叫做UPS輸出功率與負(fù)載耗電功率的匹配,。但有些設(shè)備的啟動功率是額定功率的3-5倍(例如打印機(jī)的額定功率為200W，則在計(jì)算負(fù)載匹配時(shí)要按5×200W=1000W進(jìn)行折算),。除了打印機(jī)以外的其他計(jì)算機(jī)外部設(shè)備,，通常啟動功率略大于額定功率，故考慮匹配時(shí)按UPS輸出功率的80%進(jìn)行負(fù)載匹配,。

標(biāo)準(zhǔn)的UPS未加外接電池前,，在它的輸出功率與負(fù)載耗電功率*匹配(即全負(fù)載)的情況下，一般從市電中斷時(shí)算起可供電約6-10分鐘(具體數(shù)值每個型號的UPS說明書上都有記載),。如果以負(fù)載耗電功率只有UPS輸出功率的一半計(jì)算(習(xí)慣叫半負(fù)載或者50%負(fù)載率,，如1000W的UPS接入500W的負(fù)載)，則可供電12-25分鐘,，不同負(fù)載量時(shí)的UPS供電時(shí)間大約可參照負(fù)載減半時(shí)間加倍的方式計(jì)算,。使用注意事項(xiàng)正確使用UPS電源,，不但可以減少UPS發(fā)生故障的機(jī)會,，而且能夠有效地延長其使用壽命。

平常應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)使用UPS電源時(shí),，應(yīng)嚴(yán)格遵守廠家的產(chǎn)品說明書的有關(guān)規(guī)定,，保證UPS所接市電的火線、零線順序符合要求,。

(2)配備UPS的主要目的是防止由于突然停電而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)丟失信息和破壞硬盤,，但有些設(shè)備工作時(shí)是并不害怕突然停電的(如打印機(jī)等)。為了節(jié)省UPS的能源,，打印機(jī)可以考慮不必經(jīng)過UPS而直接接入市電,。如果是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可考慮UPS只供電給主機(jī)(或者服務(wù)器)及其有關(guān)部分,。這樣可保證UPS既能夠用到重要的設(shè)備上,，又能節(jié)省投資。

(3)不要超負(fù)載使用UPS,。UPS電源的大負(fù)載量應(yīng)該是其標(biāo)稱負(fù)載量的80%(如1000w的UPS,，按80%負(fù)載率即800W去匹配負(fù)載：1000VA的UPS按80%換算成800W之后再按80%負(fù)載率即640W去匹配負(fù)載)。如果超載使用,，在逆變狀態(tài)下,，常造成逆變?nèi)龢O管的擊穿,。此外，在使用UPS時(shí),，嚴(yán)禁接諸如日光燈之類的感性負(fù)載,，而只能接純電用或較小的電容性負(fù)載。

(4)開關(guān)機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意開關(guān)機(jī)的順序：開機(jī)時(shí)先開UPS,，稍后(是滯后1-2分鐘,，讓UPS充分進(jìn)入工作狀態(tài))再開通負(fù)載的電源開關(guān)，而且負(fù)載的電源開關(guān)要一個一個地去開通：關(guān)機(jī)時(shí)順序正好相反,，先一個一個地關(guān)掉負(fù)載的電源開關(guān),，再關(guān)掉UPS。UPS要長期處于開機(jī)狀態(tài),，而計(jì)算機(jī)等負(fù)載則每次要用才開機(jī),，用完后只要關(guān)掉計(jì)算機(jī)等負(fù)載的電源開關(guān)即可。

(5)不要頻繁關(guān)閉和開啟UPS電源,。

一般要求在關(guān)閉UPS電源后,，至少要等待6秒鐘后才能再開啟UPS電源，否則,，UPS電源可能處于“啟動失敗”的狀態(tài),，即UPS電源處于既無市電輸出又無逆變器輸出的不正常狀態(tài)。

(6)UPS內(nèi)電池內(nèi)的電能有可能因某種原因而耗盡或者接近耗盡,。為了補(bǔ)償電池能量和提高電池壽命,，UPS要進(jìn)行及時(shí)的、較長時(shí)間的連續(xù)充電(通常不少于48小時(shí),，可以帶或者不帶負(fù)載),，以避免由于電池衰竭而引起故障。新購置或存放很久的UPS,，在使用前,，應(yīng)先充電12小時(shí)。長期存放不用的UPS,，每隔3個月,，充電12小時(shí)，若處于高溫地區(qū),，每隔2個月充電一次,。UPS不充電就使用，會損壞蓄電池,。