不間斷電源，UPS，有時(shí)也稱為不間斷電源，是一種利用主電源（如線路電源）的電源形式，但也能夠在主電源發(fā)生故障或中斷時(shí)保持對(duì)正在供電的設(shè)備供電。

不間斷電源UPS的主要特點(diǎn)是它提供瞬時(shí)或近乎瞬時(shí)的電源中斷保護(hù)。

不間斷電源用于保持電源至關(guān)重要的應(yīng)用。通常，UPS系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)中心、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和一些對(duì)電源連續(xù)性至關(guān)重要的醫(yī)療應(yīng)用。

對(duì)于許多企業(yè)來(lái)說(shuō)，停電，即使很短，也可能是災(zāi)難性的。服務(wù)器和文件可能會(huì)變得無(wú)法訪問(wèn)，需要重新啟動(dòng)。更糟糕的情況可能是數(shù)據(jù)因突然無(wú)序關(guān)閉而損壞。

使用UPS系統(tǒng)可以防止短時(shí)間停電時(shí)發(fā)生災(zāi)難。UPS 無(wú)縫切換到某種形式的電池電源，以繼續(xù)為任何設(shè)備供電，直到主電源恢復(fù)，或者可以激活備用發(fā)電機(jī)或設(shè)備可以正常短路。

線路電源系統(tǒng)問(wèn)題

在了解什么是UPS系統(tǒng)以及UPS備份如何提供幫助之前，首先有必要了解問(wèn)題，以便了解可以做些什么。

從主電源或線路電源系統(tǒng)獲得的功率并不完全完美。出現(xiàn)可能導(dǎo)致電子系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的問(wèn)題。各種問(wèn)題因國(guó)家、地點(diǎn)等而異。

可能發(fā)生的主要電源問(wèn)題有：

激：浪涌是電源線上輸入電壓的短暫尖峰。它通常是由閃電擊中網(wǎng)絡(luò)上的線路引起的。當(dāng)切換大感性負(fù)載并且反電動(dòng)勢(shì)沿線路傳播時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)這種情況。浪涌會(huì)損壞和破壞電子設(shè)備，因?yàn)樗鼤?huì)進(jìn)入電子設(shè)備并損壞無(wú)法承受高壓尖峰的電子元件。

停電：停電是用于描述停電的術(shù)語(yǔ)。它可以持續(xù)幾秒鐘以上。它們可能是由電力系統(tǒng)故障、一般使用或惡劣天氣引起的：大風(fēng)、雪、洪水等。

掉電：限電是減少服務(wù)的另一種形式。這是所提供電壓的下降。這些可能是有意或無(wú)意的。盡管許多國(guó)家的電力公司對(duì)他們需要維持的電壓有嚴(yán)格的限制，但并非全球所有地區(qū)都是如此，電力公司可能會(huì)在短期或長(zhǎng)期內(nèi)降低電壓，以減少資源緊張并防止完全停電。

欠壓：欠壓條件或電壓“驟降”可描述為短時(shí)掉電。這是電壓的短暫降低。

過(guò)電壓：當(dāng)電源線提供的電壓在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)高于應(yīng)有的水平時(shí)，即不是尖峰或浪涌，就存在過(guò)電壓情況。通常，電壓升高不夠高，無(wú)法將其定義為浪涌或尖峰。

電源線噪聲：電源線噪聲也稱為頻率噪聲，它會(huì)通過(guò)向系統(tǒng)注入不需要的信號(hào)來(lái)破壞或降低電路的性能。

頻率變化：在某些電源系統(tǒng)上，頻率可能會(huì)發(fā)生變化。通常，國(guó)家電力系統(tǒng)會(huì)精確計(jì)時(shí)，以便不同的發(fā)電源同步工作。然而，本地產(chǎn)生的電源（例如本地柴油發(fā)電機(jī)等）可能會(huì)發(fā)生頻率變化。

諧波失真：通常，預(yù)計(jì)來(lái)自電源線的波形將是正弦波。有時(shí)它可能具有高諧波含量，這可能會(huì)破壞內(nèi)部設(shè)備電源（如開(kāi)關(guān)模式電源等）的運(yùn)行方式，從而導(dǎo)致正在使用的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。

當(dāng)從電源線供電時(shí)，電源系統(tǒng)的這些不同問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。

計(jì)算機(jī)、服務(wù)器和其他 IT 相關(guān)設(shè)備特別容易受到電源線問(wèn)題的影響，通常需要保護(hù)它們，否則可能會(huì)發(fā)生代價(jià)高昂的服務(wù)中斷或損壞。這使得UPS備份系統(tǒng)值得考慮。

UPS不間斷電源的目的是在正常線路或電源連接可用時(shí)提供交流電源，但在電源故障的情況下，不間斷電源將使用備用替代品，通常以電池的形式。使用逆變器等技術(shù)，它們將提供模擬交流電源以維持設(shè)備的電源。

不間斷電源有幾種不同類型的類型，有必要根據(jù)特定應(yīng)用選擇正確的類型。

UPS不間斷電源與輔助電源的不同之處在于，UPS提供瞬時(shí)或幾乎瞬時(shí)的電源中斷保護(hù)。輔助電源可能需要一些時(shí)間來(lái)更換電源。

通常，UPS會(huì)從電池中提供替代電源。這些只有有限的運(yùn)行時(shí)間 - 通常在 5 到 20 分鐘之間，但這應(yīng)該足以允許系統(tǒng)有序關(guān)閉以防止數(shù)據(jù)丟失，或允許啟動(dòng)輔助電源。在許多情況下，可以擴(kuò)展電源容量，以提供更長(zhǎng)的保護(hù)時(shí)間。這通常是通過(guò)使用更大的電池或采用其他能夠在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)提供電力的策略來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

不間斷電源、UPS 的額定功率范圍從可以保護(hù)單臺(tái)計(jì)算機(jī)的小型系統(tǒng)到用于保護(hù)整個(gè)數(shù)據(jù)中心的大型系統(tǒng)等。

不間斷電源技術(shù)

有幾種不同的不間斷電源技術(shù)可用且可以使用。

這些電源的不同類型的應(yīng)用用于不同的應(yīng)用，有些用于高功率應(yīng)用，有些用于低功率應(yīng)用。所采用的方法取決于要求。

備用或離線UPS技術(shù)：這種形式的不間斷電源技術(shù)通常被稱為SPS（備用電源），用于提供低成本的解決方案，以克服電源故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失等風(fēng)險(xiǎn)。它是最基本的類型之一。它提供電涌保護(hù)以及備用電池。

被保護(hù)的設(shè)備通常直接連接到輸入線路或主電源。為了提供瞬態(tài)或浪涌保護(hù)，采用了電壓瞬態(tài)鉗位裝置，例如普通電涌保護(hù)插板中使用的裝置 - 這些裝置通過(guò)電源線連接。

當(dāng)輸入的市電電壓低于預(yù)定水平時(shí)，不間斷電源會(huì)檢測(cè)到低電壓狀況并激活其內(nèi)部 DC-AC 逆變器電路，該電路由內(nèi)部蓄電池供電。UPS通常會(huì)使用機(jī)械開(kāi)關(guān)或繼電器將要供電的設(shè)備更換為新電源。切換時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá) 25 毫秒，具體取決于備用 UPS 檢測(cè)丟失的市電電壓和開(kāi)關(guān)切換所需的時(shí)間。

還值得記住的是，這種形式的不間斷電源技術(shù)提供的功率是方波形式，而不是普通線路電源提供的正弦波。

在線互動(dòng)式UPS技術(shù)：這種形式的UPS，不間斷電源技術(shù)針對(duì)的是中檔成本范圍。它建立在備用UPS技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)多抽頭可變電壓互感器，以提供針對(duì)持續(xù)低電壓或過(guò)電壓情況的保護(hù)。

這種形式的不間斷電源技術(shù)使用帶有可選抽頭的自耦變壓器來(lái)補(bǔ)償任何長(zhǎng)期的電壓波動(dòng)。通過(guò)改變變壓器上的抽頭，可以保持正確的輸出電壓。通過(guò)這樣做，即使輸入功率不完全符合正常規(guī)定的電壓，UPS也能夠從主電源或線路電源運(yùn)行，從而節(jié)省電池電量。

這種形式的UPS技術(shù)在線路或電源不是特別可靠的地區(qū)特別有價(jià)值，并且可能會(huì)表現(xiàn)出相當(dāng)大的波動(dòng)和偶爾的掉線。它提供了針對(duì)所有情況的保護(hù)，但對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的故障，可能需要使用輔助電源，因?yàn)殡姵仉娫床惶赡茉跊](méi)有主電源的情況下長(zhǎng)時(shí)間支持。

在線式或雙轉(zhuǎn)換UPS技術(shù)：這種形式的不間斷電源技術(shù)提供了更高級(jí)別的保護(hù)。最初，這種類型的不間斷電源技術(shù)通常用于大型安裝，但成本和技術(shù)改進(jìn)使它們能夠用于小型安裝。

在線式或雙轉(zhuǎn)換UPS系統(tǒng)使用與其他形式的不間斷電源技術(shù)相同的構(gòu)建模塊。然而，與在線式UPS的最大區(qū)別在于電池始終處于電路中，這意味著不需要電源開(kāi)關(guān)，并且消除了切換過(guò)程中的掉線問(wèn)題。

從本質(zhì)上講，輸入的線路或主電源被轉(zhuǎn)換和整流并施加到電池上。然后，負(fù)載設(shè)備的電源從電池/整流后通過(guò)逆變器獲取，使電壓恢復(fù)到所需的線路輸入電壓。這種形式的UPS得名于雙轉(zhuǎn)換，因?yàn)殡娫磸慕涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電，為電池浮充電，并為直流到交流逆變器供電。

通過(guò)這種方式，可以看出電池始終處于電路中，這意味著不需要開(kāi)關(guān)。當(dāng)發(fā)生功率損耗時(shí)，輸入整流器得不到任何電源，因此從電池中汲取功率。線路電源恢復(fù)后，整流器將為設(shè)備供電并為電池重新充電。

這些不同的不間斷電源技術(shù)代表了所使用的主要技術(shù)。其他UPS技術(shù)存在并被使用，但不如所描述的那么廣泛。

購(gòu)買不間斷電源、UPS

對(duì)于許多依賴需要每周 7 天、每天 24 小時(shí)通電的 PC、服務(wù)器和其他電子設(shè)備的企業(yè)來(lái)說(shuō)，一個(gè)好的 UPS、不間斷電源是必不可少的購(gòu)買。

然而，購(gòu)買不間斷電源的想法似乎是一項(xiàng)非常昂貴的活動(dòng)。

令人驚訝的是，用于家庭和小型企業(yè)的小型UPS系統(tǒng)的成本比許多人想象的要低得多。

在考慮購(gòu)買UPS系統(tǒng)時(shí)，值得停下來(lái)考慮需要什么以及哪種UPS系統(tǒng)在給定的成本下最能滿足需求

所需的UPS備份類型：為特定應(yīng)用和預(yù)期問(wèn)題選擇正確的UPS系統(tǒng)類型非常重要。不同的UPS系統(tǒng)類型提供不同級(jí)別的保護(hù)。我值得分析需要什么，因此能夠選擇所需的美國(guó)備份系統(tǒng)類型。

UPS電源能力：有必要選擇一種UPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)將提供所需的電源，以在線路電源故障的情況下為需要保護(hù)和供電的電子設(shè)備供電。有必要將所有設(shè)備的功耗相加。粗略地說(shuō)，PC 的功耗約為 120 瓦，顯示器的功耗約為 50 瓦，外部驅(qū)動(dòng)器的功耗約為 20 瓦，無(wú)線路由器的功耗約為 10 瓦。對(duì)于商業(yè)系統(tǒng)，服務(wù)器可能消耗約 1kW，盡管有些會(huì)消耗更少，但服務(wù)器機(jī)房中的交換機(jī)可能消耗高達(dá) 250 瓦，存儲(chǔ)設(shè)備可能消耗高達(dá) 500 瓦。

有必要將所有功率要求相加，然后在上面添加余量。有時(shí) VA 額定值可能存在問(wèn)題 - 這些問(wèn)題考慮了電流和電壓的相位。如果是這種情況，請(qǐng)為此添加邊距。

所需運(yùn)行時(shí)間：除了電源能力外，還需要考慮UPS系統(tǒng)需要保持主電源的時(shí)間長(zhǎng)度。運(yùn)行時(shí)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?？赡苄枰獙㈦娫幢３肿銐虻臅r(shí)間以有序地關(guān)閉計(jì)算機(jī)或其他系統(tǒng)。可能需要時(shí)間來(lái)運(yùn)行發(fā)電機(jī)。有必要決定所需的時(shí)間。時(shí)間越長(zhǎng)，提供電力所需的電池就越大，成本也就越高。

機(jī)械注意事項(xiàng)：考慮UPS備份系統(tǒng)的機(jī)械考慮因素也是明智的。如果不間斷電源系統(tǒng)要長(zhǎng)時(shí)間提供大量電力，它們可能會(huì)很大，并且可能需要特殊的適應(yīng)條件。

環(huán)境方面：值得考慮的是環(huán)境方面。如果它們很大并且需要風(fēng)扇，那么在辦公環(huán)境中可能不需要它們，因?yàn)樵胍艨赡芎軣┤?。它們可能還需要保持在一定的溫度范圍內(nèi)以獲得最佳操作。這些因素需要納入決策過(guò)程。

不間斷電源用于許多需要連續(xù)供電的領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著對(duì)可靠電源的需求不斷增長(zhǎng)，不間斷電源技術(shù)不斷進(jìn)步。廣泛的應(yīng)用需要UPS系統(tǒng)，但一些主要用戶是數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)中心以及蜂窩電信或固定電話電信中心，在這些中心，服務(wù)的連續(xù)性至關(guān)重要。

在許多方面，不間斷電源系統(tǒng)在后臺(tái)運(yùn)行時(shí)不會(huì)被注意到，在需要時(shí)提供備份，并使它們供電的整個(gè)系統(tǒng)能夠可靠運(yùn)行。

審核編輯：黃飛