對于UPS電源 你了解多少？

一、為什么要用UPS

有一個常見的錯誤概念，認(rèn)為我們使用的市電，除了偶爾發(fā)生的斷電事故，是連續(xù)而且恒定的，其實不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，上面連接了成千上萬各種各樣的負(fù)載，其中一些較大的感性、容性、開關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，還會反過來對電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì)，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外意外的自然和人為事故，如地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路，都會危害電力的正常供應(yīng)，從而影響負(fù)載的正常工作。根據(jù)電力專家的測試，電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問題主要有以下幾種：

1、電涌（power surges）：

指輸出電壓有效值高于額定值110%，而且持續(xù)時間達(dá)一個或數(shù)個周期。電涌主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機(jī)時，電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。

2、高壓尖脈沖（high voltage spikes）：

指峰值達(dá)6000v，持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開關(guān)操作而產(chǎn)生。

3、暫態(tài)過電壓（switching transients）：

指峰值電壓高達(dá) 20000V，但持續(xù)時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，只是在解決方法上會有區(qū)別。

4、電壓下陷（power sags）：

指市電電壓有效值介于額定值的80%至85%之間的低壓狀態(tài)，并且持續(xù)時間達(dá)一個到數(shù)個周期。大型設(shè)備開機(jī)，大型電動機(jī)啟動，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。

5、電線噪聲（electrical line noise）：

指射頻干擾（RFI）和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達(dá)的運行、繼電器的動作、馬達(dá)控制器的工作、廣播發(fā)射、微波輻射、以及電氣風(fēng)暴等，都會引起線噪聲干擾。

6、頻率偏移（frequency variaTIon）：

指市電頻率的變化超過3Hz以上。這主要由應(yīng)急發(fā)電機(jī)的不穩(wěn)定運行，或由頻率不穩(wěn)定的電源供電所致。

7、持續(xù)低電壓（brownout）：

指市電電壓有效值低于額定值，并且持續(xù)較長時間。其產(chǎn)生原因包括：大型設(shè)備啟動和應(yīng)用、主電力線切換、啟動大型電動機(jī)、線路過載。

8、市電中斷（power fail）：

指市電中斷并且持續(xù)至少兩個周期到數(shù)小時的情況。其產(chǎn)生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應(yīng)中斷、電網(wǎng)故障。

對于電腦來說，顯示器及主機(jī)工作都需要正常的電力供應(yīng)。尤其是內(nèi)存，對電源的要求更高。它是一種依賴電能的存儲設(shè)備，需要不斷的刷新動作來保持存儲內(nèi)容。一旦斷電，所保存的內(nèi)容立即消失。如果非正常斷電，導(dǎo)致內(nèi)存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設(shè)備上，就會造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而浪費大量的工作精力、時間、甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而UNIX這樣的操作系統(tǒng)，如果不正常關(guān)機(jī)，內(nèi)存中的系統(tǒng)信息沒有回寫到硬盤上，還可能造成系統(tǒng)崩潰，無法再次啟動。此外，電腦中的硬盤，雖然應(yīng)用的是磁存儲介質(zhì)，不會因斷電而損失信息，但突然的電力故障會使正在進(jìn)行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞，或者系統(tǒng)文件在維護(hù)文件系統(tǒng)時，造成文件分配表錯誤，從而造成整個硬盤的報廢。另外，現(xiàn)在的操作系統(tǒng)大都能設(shè)置虛擬內(nèi)存，由于突然的斷電，使系統(tǒng)來不及取消虛擬內(nèi)存，從而造成硬盤中的“信息碎片”，不僅浪費了硬盤存儲空間，還會導(dǎo)致機(jī)器運行緩慢。電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態(tài)過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進(jìn)入主機(jī)板，影響機(jī)器的正常工作，甚至燒毀主機(jī)線路?？傊?，電力問題是計算機(jī)工作的重大威脅。但是隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益重要和廣泛，安全可靠的電源已是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和管理人員不得不認(rèn)真面對的重要問題。“需要是社會發(fā)展的第一推動力”，在這種背景下，UPS（不間斷電源）應(yīng)運而生，并伴隨電力電子技術(shù)的發(fā)展，不斷推陳出新，在十?dāng)?shù)年間，不僅造就了一個嶄新的產(chǎn)業(yè)，而且隨著時間的推移更將有蓬勃的發(fā)展和燦爛的前景。

二、什么是UPS

UPS（UninterrupTIble Power System），即不間斷電源，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。主要用于給單臺計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（ 事故停電 ）時， UPS 立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。

UPS作為保護(hù)性的電源設(shè)備，它的性能參數(shù)具有重要意義，應(yīng)是我們選購時的考慮重點。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(fù)載加到滿負(fù)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(fù)載的保護(hù)能力和對市電的利用率。性能越好，保護(hù)能力也越強，總的來說，離線式UPS對負(fù)載的保護(hù)最差，在線互動式略優(yōu)之，在線式則幾乎可以解決所有的常見電力問題。當(dāng)然成本也隨著性能的增強而上升。因此用戶在選購UPS時，應(yīng)根據(jù)負(fù)載對電力的要求程度及負(fù)載的重要性不同，而選取不同類型的UPS。

三、不間斷電源（UPS）種類

1 、什么是離線式不間斷電源（Off Line UPS）

離線式不間斷電源，也稱為后備式不間斷電源。平常市電通過旁路直接向負(fù)載供電，機(jī)內(nèi)的逆變器處于停止工作狀態(tài)，這時的UPS電源實質(zhì)上相當(dāng)于一臺性能較差的市電穩(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。只有在停電時，才通過逆變器將電池能量轉(zhuǎn)換為交流向負(fù)載提供電力。離線式不間斷電源的特點：

（1）當(dāng)市電正常時，離線式UPS對市電沒有任何處理而直接輸出至負(fù)載，因此對市電噪音以及浪涌的抑制能力較差；

（2）存在轉(zhuǎn)換時間；

（3）保護(hù)性能最差；

（4）結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、控制容易、成本低。

2、什么是在線式不間斷電源（On-Line UPS）

在市電正常供電時，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。因為它可以實現(xiàn)對負(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，其轉(zhuǎn)換時間為零。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)。在線式UPS的特點：

（1）輸出的電力經(jīng)過UPS的處理，輸出電源品質(zhì)最高；

（2）無轉(zhuǎn)換時間； ·

（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；

（4）保護(hù)性能最好，對市電噪音以及浪涌的抑制能力最強。·

3、什么是在線互動式不間斷電源（Line interacTIve UPS）

在線互動式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個能量流動的端口：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，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入，同時在端口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，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)換時間。在線互動式UPS電源的電路實現(xiàn)簡單，沒有單獨的充電器，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。在線互動式UPS很好地結(jié)合了后備式UPS和在線式 UPS的許多優(yōu)點，是一種很不錯的變換形式。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。在線交互式UPS的特點：

（1）具雙向性轉(zhuǎn)換器設(shè)計，UPS電池回充時間較短；

（2）存在轉(zhuǎn)換時間；

（3）控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；

（4）保護(hù)性能介于在線式與離線式UPS之間，對市電噪音和浪涌的抑制能力較差。

四、不間斷電源（UPS）供電時間多長才合適

UPS能在電力異常時有足夠的時間實施應(yīng)急措施。一般而言5-10分鐘的后備時間就足夠了。如果需要較長的后備時間，可以購買具有長延時功能的UPS。

五、不間斷電源（UPS）的容量如何計算

目前市場上銷售的不間斷電源（UPS）多以VA作為容量單位。V是電壓，A是電流，V&TImes;A就等于功率，即不間斷電源的容量。例如，一臺425VA的不間斷電源，如果其輸出電壓為110V，則該UPS能夠提供的最大電流為3.86A，超過此電流值就是超載（Overload）。另一種表示功率的方法是 W，W表示實功，VA表示虛功。兩者之間的差別在于功率因數(shù)。功率因數(shù)一般在為0.6到0.8之間，若低于0.5則UPS設(shè)計不佳，在選購UPS時，應(yīng)考慮功率因數(shù)問題。

六、如何延長不間斷電源（UPS）的供電時間

延長不間斷電源的供電時間有兩種方法：

1、增加電池容量。

可以根據(jù)所需供電的時間長短增加電池的數(shù)量，但是采用這種方法會造成電池充電時間的相對增加，同時也會增加相應(yīng)的維護(hù)設(shè)備的數(shù)量、增大產(chǎn)品體積，造成UPS整體成本提高；

2、選購容量較大的UPS。

采用這種方法不僅可以降低維修成本，如果需要擴(kuò)充負(fù)載設(shè)備，較大容量的不間斷電源仍可正常工作。

七、什么是電源監(jiān)控軟件

電源監(jiān)控軟件是與不間斷電源（UPS）配合使用，用以提高不間斷電源的效能。用戶在使用不間斷電源過程中，通過該軟件能夠準(zhǔn)確掌握不間斷電源的工作狀態(tài)，記錄市電的穩(wěn)定狀況供技術(shù)人員進(jìn)行分析。沁市電中斷或電池供電終止時可以自動進(jìn)行文檔儲存、系統(tǒng)關(guān)閉以及關(guān)閉UPS等功能。新一代電源監(jiān)控軟件還具有 UPS遠(yuǎn)端監(jiān)控和UPS定時開關(guān)機(jī)等功能。

八、購買UPS時必須購買相應(yīng)的監(jiān)控軟件嗎

為了提高并有效的發(fā)揮UPS的全部效能，選擇一套UPS監(jiān)控軟件是必須的。一般用戶最希望知道的是市電輸入及電池狀態(tài)是否正常。當(dāng)市電發(fā)生異常，又未安裝相應(yīng)的電源監(jiān)控軟件時，如果用戶在現(xiàn)場，可以利用UPS提供的電源采取應(yīng)急措施，如儲存文檔、關(guān)閉系統(tǒng)等。但是如果市電發(fā)生異常，又未安裝監(jiān)控軟件，而用戶又不在現(xiàn)場，當(dāng)UPS電池供電耗盡時，輕則造成資料的流失，重則造成電腦與周邊設(shè)備內(nèi)部元件損壞。因此購買UPS時，最好同時購買電源監(jiān)控軟件來實現(xiàn)完善的電力保護(hù)。

九、現(xiàn)在很多品牌的UPS強調(diào)管理功能，這適用于一般用戶嗎

過去個人電腦用戶大多使用DOS操作系統(tǒng)處理個人資料。當(dāng)市電異常時，資料的流失僅僅局限于個人資料而已。但對于目前流行的電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如 WINDOWS、NT、UNIX而言，系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著整個工作站資料的管理與使用，即使是短暫的斷電，對系統(tǒng)本身所造成的破壞以及大量資料的流失也是無法估量的。所以用戶應(yīng)當(dāng)從自身未來發(fā)展的角度出發(fā)，在選購不間斷電源（UPS）時，應(yīng)當(dāng)把網(wǎng)絡(luò)管理功能考慮進(jìn)來。

十、不間斷電源的通訊接口有哪些

目前市場上銷售的不間斷電源（UPS）采用的通訊接口有以下幾種： 繼電器連接；RS-232接口；AS400接口；SNMP接口；USB接口。

其中AS400接口主要是針對IBM電腦設(shè)計的。而SNMP則能夠使UPS無須通過電腦設(shè)備就可以連上網(wǎng)絡(luò)，同時通過網(wǎng)絡(luò)對UPS進(jìn)行監(jiān)控。繼電器連接與RS-232接口是最常見的，現(xiàn)將其功能簡單介紹如下：繼電器連接方式，能夠使UPS能過監(jiān)控軟件監(jiān)控市電是否正常，電池電壓是否過低，同時提供自動儲存文檔和系統(tǒng)關(guān)閉等功能。RS-232通訊間接口除了具有繼電器方式連接的全部功能以外，還可以通過監(jiān)控軟件實時監(jiān)控不間斷電源的電壓、電流、頻認(rèn)、負(fù)載容量等，并且可以設(shè)置UPS開關(guān)機(jī)時間與廣播功能。USB（萬用串行接口）是今后通訊接口的發(fā)展趨勢，目前使用USB接口的使用將越來越普遍。

十一、不間斷電源（UPS）使用何種電池

目前市場上銷售的不間斷電源（UPS），絕大多數(shù)采用密封式免維護(hù)鉛酸電池。

十二、電池的使用壽合一般有多長

不間斷電源的供電來源其內(nèi)部的電池放電。電池老化的原因除了外部環(huán)境因素以外，還有電池內(nèi)部化學(xué)變化等因素。即使是將電池長期放置不用，電池角會出現(xiàn)老化現(xiàn)象。一般經(jīng)驗而言，電池的使用壽命2-3年。

十三、電池如何保養(yǎng)

定期對電池充放電是電池保養(yǎng)的關(guān)鍵。如果用戶選購的UPS具有電池監(jiān)測功能，UPS可以定期自動執(zhí)行該功能。如果用戶的UPS不具備此項功能，可以將 UPS電源輸入端的插頭拔掉，模擬市電中斷，再觀察電池放電時間是否足夠長？如果放電時間不足，則應(yīng)考慮更換電池，以保證當(dāng)電源中斷時電池有足夠的放電時間，保證檔案的儲存和系統(tǒng)的完全關(guān)閉。

十四、何處可更換電池

當(dāng)用戶選購的UPS需要更換電池時，可以與該產(chǎn)品的服務(wù)商或經(jīng)銷商聯(lián)系。

十五、什么是SNMP

SNMP是簡易網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)定（Simple Network Management Protocol）的英文縮寫。該協(xié)議能夠使UPS以其周邊設(shè)備能夠不通過電腦而直接連上網(wǎng)絡(luò)，納入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理。高檔的UPS通常具有SNMP網(wǎng)絡(luò)管理介面，可讓該UPS很容易的連上網(wǎng)絡(luò)。

十六、什么是隔離變壓器

儀器設(shè)備與普通的UPS配合使用時，經(jīng)常會因為零地電壓的原因造成儀器設(shè)備誤動作。為避免這種情況的出現(xiàn)，高檔的UPS針對這個問題，設(shè)計出具有隔離變壓器的UPS，經(jīng)過特殊的設(shè)計可以使輸出的零地電壓小于1伏，從而避免上述問題的發(fā)生，除此這外，隔離變壓器還具有噪音濾波等功能。

十七、什么是Boost和Buck

Boost是升壓，Buck是降壓。當(dāng)市電電壓過低或過高時，穩(wěn)壓器將過低或過高的電壓升高或降低至規(guī)定的范圍之內(nèi)，使UPS或相關(guān)設(shè)備正常運行。

十八、什么是AVR

AVR是Automatic voltage Regulation（自動調(diào)壓）的英文縮寫。

十九、選購在線式（on-line）UPS應(yīng)注意什么

選購在線式（on-line）UPS時應(yīng)注意以下事項：

（1）UPS是否具有高功率因數(shù)。

（2）如果UPS的負(fù)載為感性或容性負(fù)載，應(yīng)當(dāng)選擇采用全橋軟開關(guān)變換器的UPS。

（3）某些電腦或精密儀器設(shè)備對UPS輸出中線至大地之間的電壓值有特殊要求。例如，有些儀器設(shè)備要求該電壓值小于3V，有些甚至要求小于1V。在選購UPS時需要考慮這個問題。