不間斷供電電源

不間斷供電電源，UPS是英文Uninterruptible Power Supply的縮寫，是一種含有儲能裝置（常見的是蓄電池），以逆變器為主要組成部分的恆壓恆頻的不間斷電源，它可以解決現有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現象，使計算機系統運行更加安全可靠。現在已經被廣泛套用計算機、交通、銀行、證券、通信、醫療、工業控制等行業，並且正在迅速地走入家庭。

基本介紹

• 中文名：不間斷供電電源
• 外文名：Uninterruptible Power Supply
• 縮寫：UPS
• 套用於：從信息採集儲存到套用的各個環節

基本信息

UPS接入市電。當市電輸入正常時，UPS將市電穩壓後供應給終端設備(相對於UPS而言，我們將這些終端設備稱為負載)使用，此時的UPS就是一台交流市電穩壓器，同時它還向自己的內置電池充電；當市電中斷(例如停電)時, UPS 立即將內置電池的電能，通過逆變轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作並保護負載的軟、硬體系統不受損壞。

UPS知識速成

不間斷電源是什麼

不間斷電源簡稱UPS（Uninterruptible Power System），是能夠提供持續、穩定、不間斷的電源供應的重要外部設備。

從原理上來說，UPS是一種集數字和模擬電路，自動控制逆變器與免維護貯能裝置於一體的電力電子設備；

從功能上來說，UPS可以在市電出現異常時，有效地淨化市電；還可以在市電突然中斷時持續一定時間給電腦等設備供電，使你能有充裕的時間應付；

從用途上來說，隨著信息化社會的來臨，UPS廣泛地套用於從信息採集、傳送、處理、儲存到套用的各個環節，其重要性是隨著信息套用重要性的日益提高而增加的。

UPS分哪些種類

UPS按工作原理分成後備式、線上式與線上互動式三大類：

後備式UPS是我們最常用的，它具備了自動穩壓、斷電保護等UPS最基礎也最重要的功能，雖然一般有10ms左右的轉換時間，逆變輸出的交流電是方波而非正弦波，但由於結構簡單而具有價格便宜，可靠性高等優點，因此廣泛套用於微機、外設、POS機等領域；

線上式UPS結構較複雜，但性能完善，能解決所有電源問題，其顯著特點是能夠持續零中斷地輸出純淨正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題；由於需要較大的投資，通常套用在關鍵設備與網路中心等對電力要求苛刻的環境中；

模組化UPS與傳統UPS相比有諸多優點，代表UPS的發展方向之一，但目前還存在成本高，部分產品實際的可靠性並不如理論計算值高，但安全係數已經遠遠超過傳統UPS；對模組化UPS的研究將有利於促進模組化的可靠性提高，從而提高模組化UPS在客戶中的認可度，加快模組化UPS的發展。EAST（易事特）模組化UPS每個模組就是一台獨立工作的UPS，功率段齊全可選，高效率低干擾，環保節能，安全係數高。

為什麼要配備UPS

據IDC統計，全部電腦故障的45%是由電源問題引起的；在中國，大城市停電的次數平均為0.5次/月，中等城市為2次/月，小城市或村鎮為4次/月，電網存在至少九種問題：斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震盪、電壓突變、電壓波動、頻率漂移、電壓跌落、脈衝干擾；因此從改善電源質量的角度來說給電腦配備一台UPS是十分必要的。

另外，精密的網路設備和通信設備是不允許電力有間斷的，以伺服器為核心的網路中心要配備UPS是不言而喻的，即使是一台普通電腦，其使用三個月以後的數據檔案等軟體價值就已經超過了硬體價值，因此為防止數據丟失而配備UPS也是十分必須的。

我應該配備什麼樣的UPS

根據設備的情況、用電環境以及想達到的電源保護目的，可以選擇適合的UPS；例如對內置開關電源的小功率設備一般可選用後備式UPS，在用電環境較惡劣的地方應選用線上互動式或線上式UPS，而對不允許有間斷時間或時刻要求正弦波交流電的設備，就只能選用線上式UPS。

我應該配備多大功率的UPS

首先要確定您的設備是多大功率的，一般來講普通PC機或工控機的功率在200W左右，蘋果機在300W左右，伺服器在300W與600W之間，其他設備的功率數值可以參考該設備的說明書。

其次應了解UPS的額定功率有兩種表示方法：視在功率（單位VA）與實際輸出功率（單位W），由於無功功率的存在所以造成了這種差別，兩者的換算關係為：視在功率*功率因數=實際輸出功率

後備式、線上互動式的功率因數在0.5與0.7之間，線上式的功率因數一般是0.8。

給設備配UPS時應以UPS的實際輸出功率為匹配的依據，有些經銷商有意或無意會混淆（VA）與（W）的區別，這點要提請用戶注意。

配備方式

UPS的“集中式”與“分散式”配備方式有什麼區別？

如果需要配UPS的設備較多，您可以採用“集中式”或“分散式”兩種配備方式：

“集中式”，就是用一台較大功率的UPS負載所有設備，如果設備之間距離較遠，還需要單獨鋪設電線，大型數據中心、控制中心常採用這種方式，雖然便於管理，但成本較高。

“分散式”配備方式是現在比較流行的一種配備方式，就是根據設備的需要分別配備適合的UPS，譬如對一個區域網路的電源保護，可以採取給伺服器配備線上式UPS，各個節點分別配備後備式UPS的方案，這樣配備的成本較低並且可靠性高。

這兩種供電方式的優缺點如下表：

集中供電方式：便於管理、布線要求高、可靠性低、成本高。

分散供電方式：不便管理、布線要求低、可靠性高、成本低。

UPS的配備需要較專業的知識，請諮詢專業人士，他們會為您設計合理的配備方案。

為什麼UPS一定要買名牌

UPS產品的功能在於保障，對用戶而言UPS常常是保護設備與數據安全的最後防線，相比其他產品“可靠性與品質”對UPS具有更重要的意義，而惟有長期建立起來的名牌產品才能有這樣的實力。

中國目前的UPS市場十分繁榮，國際知名的品牌基本上都已進入中國，如來自歐洲的梅蘭日蘭，來自美國的愛克賽、APC等，洋品牌在技術上有一定優勢，同時價格也較為昂貴，其主要市場份額集中在中大功率UPS市場（10KVA以上）；上世紀九十年代以來，國內一些優秀品牌在UPS市場異軍突起，憑藉在技術上的不斷追求與本土化的生產服務優勢，取得了令人矚目的成績，已經成為中小功率UPS市場的主力軍。

UPS備用時間的長短是由什麼決定的

是由UPS的儲能裝置決定的，現在的UPS一般都用全密封的免維護鉛酸蓄電池作為儲能裝置，電池容量的大小由“安時數（AH）”這個指標反映，其含義是按規定的電流進行放電的時間。相同電壓的電池，安時數大的容量大；相同安時數的電池，電壓高的容量大，通常以電壓和安時數共同表示電池的容量，如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。

後備式UPS一般內置4AH或7AH的電池，其備用時間是固定的；線上式與線上互動式UPS有內置7AH電池的標準機型，也有外配大容量電池的長效機型，用戶可以根據需要實現的備用時間而確定配備多大容量的電池。

蓄電池是UPS的重要組成部分，占有很大的價值比重，並且其質量的好壞直接關係到UPS的正常使用，所以應慎重選擇有質量保證的正牌蓄電池。

使用UPS有哪些注意事項

1）UPS的使用環境應注意通風良好，利於散熱，並保持環境的清潔。

2）切勿帶感性負載，如點鈔機、日光燈、空調等，以免造成損壞。

3）UPS的輸出負載控制在60%左右為最佳，可靠性最高。

4）UPS帶載過輕（如1000VA的UPS帶100VA負載）有可能造成電池的深度放電，會降低電池的使用壽命，應儘量避免。

5）適當的放電，有助於電池的激活，如長期不停市電，每隔三個月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次，這樣可以延長電池的使用壽命。

6）對於多數小型UPS，上班再開UPS，開機時要避免帶載啟動，下班時應關閉UPS；對於網路機房的UPS，由於多數網路是24小時工作的，所以UPS也必須全天候運行。

7）UPS放電後應及時充電，避免電池因過度自放電而損壞。

蓄電池的容量是什麼含義

一般用20小時放電率（C10）的安時數代表電池額定容量的大小，即在25℃下以恆定電流放電20小時至終止電壓（1.75V/單格），該電流的20倍即為電池的容量，一般用AH數表示。例如，12V/100AH的電池是指該電池能夠以5A（0.05C）的電流恆定放電至終止電壓10.5V，可連續放電20小時。另外要注意，電池放電時間與放電電流不是線性關係，如100AH電池以100A的電流放電支持不了1個小時，只有數十分鐘；而以1A的電流放電，則會超出100小時（不推薦如此方式放電）。

外接電池作長效型UPS

標準型UPS是否可以直接外接電池作長效型UPS使用？

不適合，由於標準型UPS設計的充電電流較小，另外受散熱條件的限制，如作長效型UPS使用，一方面達不到使用目的，另一方面也容易對UPS、電池的使用造成不良影響，甚至於損壞。

如何延長不間斷電源系統的供電時間

延長不間斷電源系統的供電時間有兩種方法：

1. 外接大容量電池組：可根據所需供電時間外接相應容量的電池組，但須注意此種方法會造成電池組充電時間的相對增加，另外也會增加占地面積與維護成本，故需認真評估。

2．選購容量較大的不間斷電源系統：此方法不僅可減少維護成本，若遇到負載設備擴充，較大容量的不斷電系統仍可立即運作。

常見的電力問題

常見的電力問題有哪些？又有什麼不同的解決方式？

有一種常見的誤解，認為我們使用的市電，除了偶爾發生的斷電事故，是連續而且穩定的，其實不然。市電系統作為公共電網，上面連線了成千上萬各種各樣的負載，其中一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網中獲得電能，還會反過來對電網本身造成影響，惡化電網的供電品質。另外意外的自然和人為事故，如地震、火災、雷擊、輸變電系統短路等，都會危害電力的正常供應，從而影響負載的正常工作。根據電力專家的測試，電網中經常發生並且對電腦和精密儀器產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於額定值110%，而且持續時間達一個或數個周期,電涌主要是由於在電網上連線的大型電氣設備關機時，電網因突然卸載而產生的高壓。

2、高壓突波（high voltage spikes）：指峰值達6000V，持續時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓,這主要是由於雷擊、電弧放電、靜態放電或大型電氣設備的開關操作而產生。

3、暫態過電壓（switching transients）：指峰值電壓高達 20000V，但持續時間界於百萬分之一秒至萬分之一秒的脈衝電壓，其主要原因及可能造成的破壞類似於高壓突波，只是在解決方法上會有區別。

4、電壓下陷（power sags）：指市電電壓有效值介於額定值的80%至85%之間的低壓狀態，並且持續時間達一個到數個周期，大型設備開機、大型電動機啟動或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。

5、噪聲干擾（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，馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發射、微波輻射、以及電氣風暴等，都會引起噪聲干擾。

6、頻率飄移（frequency variation）：系指市電頻率的變化超過3Hz以上，這主要是由於應急發電機的不穩定運行，或由頻率不穩定的電源供電所致。

7、電壓過低（brownout）：指市電電壓有效值低於額定值，並且持續較長時間，其產生原因包括：大型設備啟動和套用、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載等。

8、市電中斷（power fai1）：指市電中斷並且持續至少兩個周期到數小時的情況，其產生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、電網故障等。

針對以上各種電力問題，有幾種不同解決方式，其效果： ○代表有較佳保護 △代表有限或視狀況保護 ×代表沒有保護

UPS蓄電池的正確使用與維護

在使用不間斷電源系統的過程中，人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而有資料顯示，因蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為1/3。由此可見，加強對UPS電池的正確使用與維護，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS系統故障率，有著越來越重要的意義。除了選配正規品牌蓄電池以外，應從以下幾個方面入手正確地使用與維護蓄電池：

保持適宜的環境溫度

影響蓄電池壽命的重要因素是環境溫度，一般電池生產廠家要求的最佳環境溫度是在20－25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據試驗測定，環境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護的密封鉛酸蓄電池，設計壽命普遍是5年，這在電池生產廠家要求的環境下才能達到。達不到規定的環境要求，其壽命的長短就有很大的差異。另外，環境溫度的提高，會導致電池內部化學活性增強，從而產生大量的熱能，又會反過來促使周圍環境溫度升高，這種惡性循環，會加速縮短電池的壽命。

定期充電放電

UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時均已調試到額定值，而放電電流的大小是隨著負載的增大而增加的，使用中應合理調節負載，比如控制微機等電子設備的使用台數。一般情況下，負載不宜超過UPS額定負載的60%。在這個範圍內，電池的放電電流就不會出現過度放電。

UPS因長期與市電相連，在供電質量高、很少發生市電停電的使用環境中，蓄電池會長期處於浮充電狀態，日久就會導致電池化學能與電能相互轉化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2－3個月應完全放電一次，放電時間可根據蓄電池的容量和負載大小確定。一次全負荷放電完畢後，按規定再充電8小時以上。

利用通訊功能

目前，絕大多數大、中型UPS都具備與微機通訊和程式控制等可操作性能。在微機上安裝相應的軟體，通過串/並口連線UPS，運行該程式，就可以利用微機與UPS進行通訊。一般具有信息查詢、參數設定、定時設定、自動關機和報警等功能。通過信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載利用率、電池容量利用率、機內溫度和市電頻率等信息；通過參數設定，可以設定UPS基本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。通過這些智慧型化的操作，大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。

PS系列的工作原理

PS系列的高頻化優勢

首先，PS系列UPS的輸入部分取消了用於與市電隔離的工頻變壓器或為降壓用的自耦變壓器，而採用SPWM技術實現整流高頻化（AC/DC）。一方面提高了市電電壓允許變化範圍；另一方面在控制技術中採用數位訊號處理器（DSP）控制，使輸入電流正弦化，並與市電電壓同相，從而實現UPS高輸入功率因數（PF≈1），消除對市電的諧波“污染”，達到環保目的，是一款綠色UPS，同時大副度減少無功損耗，明顯降低了運行成本。

其次，拋棄了傳統的逆變輸出工頻變壓器，用高頻變壓器來實現UPS與市電的隔離，不僅噪音低，而且效率高，在UPS的輸出級逆變控制電路中採用正弦波直接反饋技術，使其調節高速化，遠遠優於傳統的模擬反饋技術，再加上小的輸出濾波器和20kHz以上的SPWM調製，使UPS動態回響特性非常好，而且輸出的正弦波非常純淨光滑。

另外，在逆變保護電路中採用性能優良的過濾保護技術，使逆變器不僅具有較強的過載功能，，而且具有強有力的自身保護；PS系列UPS內部的蓄電池組也採取高頻變換方式充電，當市電停電，UPS轉換為由蓄電池給逆變器供電時亦採取高頻變換降壓方式（DC / DC）實現。

PS系列的智慧型化優勢

UPS的智慧型化包括系統運行狀態自動識別和控制、系統故障自診斷、蓄電池自動監測管理、智慧型化內部信息檢測與顯示等。

在系統運行狀態識別與控制方面，通過內部感測器和狀態邏輯及時識別系統所處的運行狀態，判定系統運行程式和運行是否正常，有效地防止了系統的誤操作對系統自身和負載所帶來的危害，提高了UPS的可靠性。

UPS智慧型化的另一個方面是通過運行於PC機內的監控軟體實現的，通過RS232接口將UPS與PC機串口連線，並在PC機上運行UPS的監控軟體，由PC機定時傳送查詢指令，UPS則在規定的時間內返回運行參數信息，再由PC機進一步對UPS的運行狀態、故障的具體部位等進行判斷，並在必要時對UPS發出指令進行干預和提醒維護人員，並在UPS供電時間結束前自動中止計算機或區域網路的運行，並將現場信息自動存檔。

PS系列的網路化優勢

在大量引進微處理監控技術的基礎上，四通PS系列能在UPS和計算機網路之間建立起雙向通信調控管理功能，把UPS當作廣域網路的一個獨立節點並裝上通訊適配器，給UPS分配獨立的IP位址。這樣，網管員或被授權人可在網路的任何地方通過網路像管理計算機一樣對UPS的情況進行實時遠程監控，利用這種控制功能用戶可在計算機網路終端上實時監控UPS的運行參數（例如：輸入、輸出的電壓、電流和頻率，UPS電池組的充電、放電和電壓值的顯示，UPS的輸出功率及有關的故障、報警信息）。此外，用戶還可在計算機網路終端上對UPS的輸出執行定時的自動開機、自動關機操作，有序的關機操作將確保用戶的軟體和數據的安全可靠。

總之，四通PS系列UPS使用MOSFET及IGBT功率元件，成功地實現了高頻化、小型化與高效率，也延長了蓄電池的使用壽命，而網路智慧型化技術不僅提供完全可靠的網路電源管理，也為節能提供了一種最佳的方案。可以說四通PS系列順應了最新的UPS技術發展趨勢，是一款在性能價格上極具競爭力的產品，必將在中國的企業級UPS市場上取得令人矚目的成績。