不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。

目前在線式UPS的大容量已可作到600kVA。小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

基本原理：

UPS(Uninterruptiable Power Supply)譯為不間斷電源。由20世紀60年代的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)展到目前的具有一定智能化程度的靜止式全電子電路，它也是隨著電子技術(shù)特別是功率器件和自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展而日趨成熟的。其基本功能是：

市電中斷供電時，能不間斷供電；

始終向負載提供高質(zhì)量的交流電源，達到穩(wěn)壓.穩(wěn)頻.抑制浪涌.尖峰.電噪音.補償電壓下陷.長期低壓等因素干擾。

按其工作原理分為動態(tài)式（又稱旋轉(zhuǎn)式ROTATORY TYPE）和靜態(tài)式（STATIC TYPE）。動態(tài)式UPS由引擎與發(fā)電機組構(gòu)成，它是靠交流市電驅(qū)動交流電動機旋轉(zhuǎn)，從而帶動同軸的交流發(fā)電機和慣性飛輪同速旋轉(zhuǎn)運行，由發(fā)電機向負載供電。市電波動時由于慣性飛輪對短時間的電壓突變后干擾無反應(yīng)，保證了輸出電壓的穩(wěn)定；市電斷電靠飛輪的慣性將額定電壓供電再延長5秒鐘，由于保存數(shù)據(jù)信息。后來發(fā)展到內(nèi)燃機式UPS系統(tǒng)，但這類UPS體積大噪音大.效率低，在目前應(yīng)用不多。就目前用得多的，常用的UPS還是靜態(tài)式UPS，現(xiàn)在一般講的UPS也是指靜態(tài)式UPS，但在概念上還是應(yīng)分清楚。

靜態(tài)式UPS

動態(tài)式UPS因應(yīng)用較少，所以在人們通常所指的UPS大都指靜態(tài)式UPS。靜態(tài)式UPS根據(jù)供電方式可分為在線式（ON-LINE），后備式（或稱離線式，OFF-LINE/BACK-UP）及線上交互式（LINE-INTERACTIVE）三類。

真在線式UPS電源的定義是：當輸入，負載和UPS本身都正常工作時，UPS電源將輸入的交流市電先通過整流器變成直流電，然后通過逆變器將直流電逆變成交流電，輸出標準的穩(wěn)定的純凈的正弦波電源，也即在一切都正常的情況下，負載得到的是由逆變器輸出的高質(zhì)量的正弦波電源。

后備式UPS電源的定義是：當輸入，負載及UPS本身都正常工作時，UPS僅僅是將市電做簡單的升壓，降壓和濾波處理，然后直接輸出給負載使用，只有當輸入電源不符合要求時，UPS才將電池的直流逆變成交流電，輸出給負載使用。也即，在大部分時間，負載使用的是輸入電源本身或經(jīng)過簡單處理的輸入電源。

互動式UPS電源的定義是：當市電電源在約150~264伏的范圍內(nèi)，它向用戶提供經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器或經(jīng)變壓器抽頭調(diào)壓處理的一般市電電源（這就意味著：來自一般市電電網(wǎng)的頻率波動，由“諧波污染”而形成的高波形畸變度及從電網(wǎng)串入的干擾等所困擾的低質(zhì)量電源就是用戶所實際使用的交流電源）對于這種UPS來說，僅僅當市電電源電壓低于150伏或高于264伏左右時，它才有可能向用戶提供真正的“UPS逆變器高質(zhì)量的正弦波”電源。

現(xiàn)狀和發(fā)展：

智能型UPS是當今UPS的一大發(fā)展趨勢，隨著UPS在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)管理者強調(diào)整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為保護對象，希望整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍然可以繼續(xù)工作而不中斷。因此UPS內(nèi)部配置微處理器使之智能化是UPS的新趨勢，UPS內(nèi)部硬件與軟件的結(jié)合，大幅度提高了UPS的功能，可以監(jiān)控UPS的運行工作狀態(tài)，如：UPS輸出電壓頻率，電網(wǎng)電壓頻率、電池狀態(tài)以及故障記錄等。還可以通過軟件對電池進行檢測、自動放電充電，以及遙控開關(guān)機等。網(wǎng)絡(luò)管理者就可以根據(jù)信息資料分析供電質(zhì)量，依據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施。當UPS檢測出供電電網(wǎng)中斷時，UPS自動切換到電池供電，在電池供電能力不足時立即通知服務(wù)器做關(guān)機的準備工作并在電池耗盡前自行關(guān)機。智能型UPS通過接口與計算機進行通訊，從而使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠控制UPS，因此其管理軟件的功能就顯得 重要。

UPS電源系統(tǒng)作為順應(yīng)電力市場需求發(fā)展起來的高技術(shù)產(chǎn)品，它具有明顯的電力保護功能：當市電斷電時，不間斷地向負載繼續(xù)供電；在市電不穩(wěn)定的時候，可以避免負載遭受欠壓、浪涌沖擊等的危害，并全面地改善供電質(zhì)量；當供電系統(tǒng)（包括UPS）故障時，能給負載（特別是計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）以全面的保護，并起到過載、短路、電池過放等防護，為負載提供一個穩(wěn)定的工作環(huán)境。

隨著IT系統(tǒng)逐步走向集中管理，企業(yè)對UPS電源保護系統(tǒng)的應(yīng)用將更加深入。UPS的應(yīng)用將呈現(xiàn)出從單機向冗余結(jié)構(gòu)變化，從注重系統(tǒng)的可靠性向注重系統(tǒng)的可用性變化，從單純供電系統(tǒng)向保證整個IT運行環(huán)境變化等趨勢。而隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，各種先進技術(shù)已廣泛應(yīng)用在UPS的設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)過程中，UPS的技術(shù)將出現(xiàn)以下六大發(fā)展趨勢。

一是智能化

智能系統(tǒng)通過對各類信息的分析綜合，除完成UPS相應(yīng)部分正常運行的控制功能外，還應(yīng)完成對運行中的UPS進行實時監(jiān)測，對電路中的重要數(shù)據(jù)信息進行分析處理，從中得出各部分電路工作是否正常等功能；在UPS發(fā)生故障時，能根據(jù)檢測結(jié)果，及時進行分析，診斷出故障部位，并給出處理方法；根據(jù)現(xiàn)場需要及時采取必要的自身應(yīng)急保護控制動作，以防故障影響面的擴大；完成必要的自身維護，具有交換信息功能，可以隨時向計算機輸入或從聯(lián)網(wǎng)機獲取信息。

二是數(shù)字化

UPS采用最新的數(shù)字信號控制器（DSP）加以數(shù)字化的霍兒傳感器件，實現(xiàn)了UPS系統(tǒng)的100%數(shù)字化運行。還采用了多重微處理器冗余系統(tǒng)，用多個有獨立供應(yīng)電源的微處理器來控制整流器、逆變器和內(nèi)部靜態(tài)旁路，因而提高了系統(tǒng)的數(shù)字化程度和可靠性。

三是高頻化

第一代UPS的功率開關(guān)為可控硅，第二代為大功率晶體管或場效應(yīng)管，第三代為IGBT（絕緣柵雙極晶體管）。大功率晶體管或場效應(yīng)管開關(guān)速度比可控硅要高一個數(shù)量級，而IGBT功率器件電流容量和速率又比大功率晶體管或場效應(yīng)管大得多和快的多，使功率變換電路的工作頻率高達50kHz。變換電路頻率的提高，使得用于濾波的電感、電容以及噪音、體積等大為減少，使UPS效率、動態(tài)響應(yīng)特性和控制精度等大為提高。

四是冗余并機技術(shù)

通過開發(fā)新的應(yīng)用技術(shù)，可實現(xiàn)UPS內(nèi)的多模塊冗余并機運行，不需另外加設(shè)中央控制部件，負載均分，某一模塊出現(xiàn)問題時，負載自動轉(zhuǎn)移，維修可帶電熱插拔，大大提高單臺UPS的供電可靠性。再加上多臺UPS組成的系統(tǒng)冗余運行，如果某一臺UPS單機發(fā)生故障，則被立刻關(guān)閉，其他的UPS系統(tǒng)會自動承擔(dān)全部負載，對負載不會產(chǎn)生任何影響。

五是集成化

隨著信息化的發(fā)展，電源保護的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大和要求不斷提高，UPS要達到這些需求難以獨善其身，必須對整個用電系統(tǒng)所涉及的環(huán)節(jié)進行控制，UPS從初始的設(shè)備保護和系統(tǒng)保護的純后備電源技術(shù)發(fā)展到今天的信息保護、智能管理和整體機房集成一體化應(yīng)用，其內(nèi)涵已擴展到發(fā)電、配電、變換、不間斷電源、機房、動力設(shè)備、電力電纜、數(shù)據(jù)布線、環(huán)境控制及系統(tǒng)管理等方面，已不是 初意義上的UPS，UPS設(shè)備只是該系統(tǒng)的核心部件。

從UPS的電源技術(shù)來看，在電源輸出特性的不斷優(yōu)化基礎(chǔ)上，對電源輸入特性的研究，使電磁兼容性、低諧波污染成為重要指標，諧波處理技術(shù)和電磁兼容設(shè)計可以改善電源對電網(wǎng)的負載特性，減少對其他設(shè)備的*，提高電源的源效應(yīng)，綠色電源的概念開始為人們所注重。電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，除了使UPS的電源性能得到 大提升外，其網(wǎng)絡(luò)管理可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，數(shù)字化電源控制技術(shù)使產(chǎn)品具備了定制功能，智能化的設(shè)計使其成為高度智能化的可監(jiān)、可控和自適應(yīng)的設(shè)備。

以信息化建設(shè)角度，UPS從過去側(cè)重電氣性能指標、可靠性和質(zhì)量方面，發(fā)展到統(tǒng)一標準、規(guī)范，采用模塊化和并聯(lián)冗余技術(shù)，系統(tǒng)地考慮各供、用電設(shè)備和環(huán)節(jié)以及系統(tǒng) TCO，提高UPS用電所涉及的整個系統(tǒng)可靠性、可用性、可管理性、可維護性和可擴展性。集成一體化應(yīng)用為用戶提供了完整和有效的電源應(yīng)用解決方案，這種拓展方向適應(yīng)了信息化建設(shè)的需要，但是為滿足這一需求的變化，對UPS廠商來說，尤其是國內(nèi)廠商，仍有許多工作要做。

六是綠色化

各種用電設(shè)備及電源裝置產(chǎn)生的諧波電流嚴重污染電網(wǎng)，隨著各種政策法規(guī)的出臺，對無污染的綠色電源裝置的呼聲越來越高。UPS除加裝高效輸入濾波器外，還應(yīng)在電網(wǎng)輸入端采用功率因數(shù)校正技術(shù)，這樣既可消除本身由于整流濾波電路產(chǎn)生的諧波電流，又可補償輸入功率因數(shù)。整流器使用IGBT技術(shù)，可將輸入功率因數(shù)提高到接近于1，對電網(wǎng)的污染已降到了近似阻性負載的水平

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