什么是UPS？为什么要用UPS？

01什么是UPS？

UPS（Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电（交流电）的系统设备。UPS的三大基本功能：稳压、滤波、不间断。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向电池充电；一旦市电交流输入异常，比如过压欠压、停电、频率异常了，UPS会立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏，其供电时间的长短取决于UPS所配电池容量和负载设备的用电量。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。电网存在至少九种问题：断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰。

02蓄电池

现在的UPS一般都用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置，电池容量的大小由"安时数（AH）"这个指标反映，其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大；通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如12V/24AH、12V/38AH、12V/65AH、12V/100AH、12V/150AH、12V200AH等。蓄电池是UPS的重要组成部分，占有很大的价值比重，并且其质量的好坏直接关系到UPS的正常使用，所以应慎重选择有质量保证的正牌蓄电池。

03UPS的运用

过去，UPS多数用于辅助计算机设备，防止突然停电造成数据丢失。现在UPS不间断电源已广泛应用于：矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、生产工厂、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。

04UPS的分类

UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。

①后备式UPS，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽一般有10ms左右的转换时间，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。

②在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，转换时间0ms，如四通PS系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。

③在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。

根据设备的情况、用电环境以及想达到的电源保护目的，可以选择适合的UPS；例如对内置开关电源的小功率设备一般可选用后备式UPS，在用电环境较恶劣的地方应选用在线互动式或在线式UPS，而对不允许有间断时间或时刻要求正弦波交流电的设备，就只能选用在线式UPS。

UPS通常分为工频机和高频机两种。

工频机由可控硅SCR整流器，IGBT逆变器，旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，顾名思义叫工频UPS。

高频机通常由IGBT高频整流器，电池变换器，逆变器和旁路组成，IGBT可以通过控制加在其门极的驱动来控制IGBT的开通与关断，IGBT整流器开关频率通常在几K到几十KHz，甚至高达上百KHz，相对于50Hz工频， 称之为高频UPS。

05采购要点

一、稳定性

因为UPS是起保障作用的，因此它自身的稳定性更为重中之重。所以，当用户选购UPS产品的时候，不管是中小型企业用户还是其他，首先必须考虑UPS产品的质量，产品的质量是用户选用产品的第一要则，品牌之所以称为品牌，是因为它被很多人验证过、认可了，才是首要。

二、后备时间

后备时间是很多用户在购买UPS产品的时候会关注比较多的一个指标，后备时间是取决于客户的需求。从学术角度讲，UPS就是停电后继续为设备供电，首先这是一个物理学，停电后供电只是它的功能之一，功能之二则是保证用户能够有一个干净的电源，保护用户的设备避免因此造成的损失。

三、确定UPS的类型

根据负载对输出稳定度、切换时间、输出波形要求来确定是选择在线式、在线互动式和后备式。在线式UPS的输出稳定度、瞬间响应能力比另外两种强，对非线性负载的适应能力也较强。对一些较精密的设备、较重要的设备要采用在线式UPS。在一些市电波动范围比较大的地区，避免使用互动式和后备式。如果要使用发电机配短延时UPS，推荐用在线式UPS。

四、服务能力

每个用户的网络特点、电力环境都不相同，电源保护要求也随之变化。用户在使用UPS时可能遇到种种问题也不尽相同，用户希望购置的是完全适合实际需求的产品和服务，而且关心设备投资的周期、长期回报率及投资风险。而现实是，绝大多数用户缺乏这方面的专业人员，所以，优质的服务体系和主动的服务态度也成为用户选购UPS时必须考虑的一个重要因素。

五、附件功能

为了提高系统的可靠性，建议采用UPS热备份系统，可以系统串联热备份或并联热备份。小容量的UPS（1 ~2KVA）还可以选用冗余开关。可以选用远程监控面板，实现在远端监视和控制UPS工作。可以选用监控软件，实现计算机和UPS之间的智能化管理。可以选用网络适配器，实现UPS的网络化管理（基于SNMP）。在某些多雨多雷地区，可以配用防雷器。还要考虑是否能够对网络的使用和对外设进行保护。因为外设越来越来齐全（如打印机、扫描仪），这部分设备也同样需要保护。是否具备电缆线浪涌保护和数据浪涌保护？在无人值班时能否进行自动的系统关机？另外，因为用户商用的桌面的UPS多放在自己的身边，所以在产品的设计风格、制造工艺方面也是需要考虑的。

06 注意事项

（1）UPS的使用环境应注意通风良好，利于散热，并保持环境的清洁。

（2）切勿带感性负载，如点钞机、日光灯、空调等，以免造成损坏。

（3）UPS的输出负载控制在60%左右为最佳，可靠性最高。

（4）UPS带载过轻（如1000VA的UPS带100VA负载）有可能造成电池的深度放电，会降低电池的使用寿命，应尽量避免。

（5）适当的放电，有助于电池的激活，如长期不停市电，每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次，这样可以延长电池的使用寿命。

（6）对于多数小型UPS，上班再开UPS，开机时要避免带载启动，下班时应关闭UPS；对于网络机房的UPS，由于多数网络是24小时工作的，所以UPS也必须全天候运行。

（7）UPS放电后应及时充电，避免电池因过度自放电而损坏

（7）使用与维护

1.保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20－25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。

2.定期充电放电。UPS电源中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内，电池的放电电流就不会出现过度放电。UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2－3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。

3.利用通讯功能。大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件，通过串/并口连接UPS，运行该程序，就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询，可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息；通过参数设置，可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作，大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。

4.及时更换废/坏电池。大中型UPS电源配备的蓄电池数量，从3只到80只不等，甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组，以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中，因性能和质量上的差别，个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个/些电池出现损坏时，维护人员应当对每只电池进行检查测试，排除损坏的电池。更换新的电池时，应该力求购买同厂家同型号的电池，禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。