UPS的功能与作用

UPS 是不间断电源 (Uninterruptible Power System) 的英文名称的缩写，它伴随着计算机的诞生而出现，是计算机常用的外围设备之一。实际上， UPS 是一种含有储能装置，并以逆变器为主要组成部分的恒压恒额的不间断电源。 UPS 在其发展初期，仅被视为一种备用电源。后来，由于电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或者欠压甚至电压中断等电网质量问题，使计算机等设备的电子系统受到干扰，造成敏感元件受损、信息丢失、磁盘程序被冲掉等严重后果，引起巨大的经济损失。因此， UPS 日益受到重视，并逐渐发展成一种具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压浪涌等功能的电力保护系统。

目前在市场上可以购买到种类繁多的 UPS 电源设备，其输出功率从 500VA 到 3000kVA 不等。当有市电供给 UPS 的时候， UPS 对市电进行稳压 (220V ± 5%) 后为计算机供电。此时的 UPS 就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电。因 UPS 设计的不同， UPS 适应的范围也不同， UPS 输出电压在± 10-15% 的变化一般属正常的计算机使用电压。当市电异常或者中断时， UPS 立即将机内电池的电能通过逆变转换供给计算机系统，以维持计算机系统的正常工作并保护计算机的软硬件不受损失。

UPS的分类与特点

UPS 电源按其工作方式可分为后备式和在线式两大类，按其输出波形又可分为方波输出和正弦波输出两种。后备式 UPS 电源在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道再经转换开关直接向负载提供电源，机内的逆变器处于停止工作状态。这种 UPS 电源在实质上相当于一台稳压性能极差的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对市电电压的频率不稳、波形畸变以及从电网串入的干扰等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于 170V 时，蓄电池才对 UPS 的逆变器供电，并向负载提供稳压、稳频的交流电源。后备式 UPS 电源的优点是运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大、对供电质量要求不高的场合。

在线式 UPS 电源在市电正常供电时，首先将市电交流电源变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电源重新变成交流电源，即它平时是由交流电经整流后又以逆变器方式向负载提供交流电源。一旦市电中断，立即改由蓄电池以逆变器方式对负载提供交流电源。因此，对在线式 UPS 电源而言，在正常情况下，无论有无市电，它总是由 UPS 电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰带来的影响。显而易见，在线式 UPS 电源的供电质量明显优于后备式 UPS 电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。方波输出的 UPS 电源带负载能力差 ( 负载量仅为额定负载的 40-60%) ，不能带电感性负载。如所带的负载过大，方波输出电压中包含的三次谐波成份将使流人负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。正弦波输出的 UPS 电源的输出电压波形畸变度与负载量之间的关系没有方波输出 UPS 电源那样明显，负载能力相对较强，并能带微电感性负载。不管那种类型的 UPS 电源，当它们处于逆变器供电状态时，除非迫不得已，一般不要满载或超载运行，否则会使 UPS 电源的故障率明显增多。

UPS与负载的匹配

有的 UPS 用瓦 (W) 或者千瓦 (kw) 来表示其输出功率，如 500W 、 1kw 等 ; 有的 UPS 用伏安 (VA) 或者千伏安 (kVA) 来表示其输出功率大小，如 3000VA 、 5kVA 等。 VA 与 W 的一般换算关系为：瓦是伏安的 0.8 倍，如 3kVA=2.4kw 。 UPS 是线负载供电用的，每一种 UPS 都有特定的输出功率能力。如 3kVA 的 UPS ，其最大输出功率是 3kVA 或者 2.4kw ，此时就要求接到这台 UPS 上的设备的耗电功率总和不能超过 2.4 千瓦。通常设备都标明了耗电功率 ( 或者额定功率 ) ，此时就应当使所有接到 UPS 上的设备的额定功率加起来不超过 UPS 的输出功率，这种方法通常就叫做 UPS 输出功率与负载耗电功率的匹配。但有些设备的启动功率是额定功率的 3-5 倍 ( 例如打印机的额定功率为 200W ，则在计算负载匹配时要按 5 × 200W=1000W 进行折算 ) 。除了打印机以外的其他计算机外部设备，通常启动功率略大于额定功率，故考虑匹配时最好按 UPS 输出功率的 80% 进行负载匹配。

标准的 UPS 未加外接电池前，在它的输出功率与负载耗电功率完全匹配 ( 即全负载 ) 的情况下，一般从市电中断时算起可供电约 6-10 分钟 ( 具体数值每个型号的 UPS 说明书上都有记载 ) 。如果以负载耗电功率只有 UPS 输出功率的一半计算 ( 习惯叫半负载或者 50% 负载率，如 1000W 的 UPS 接入 500W 的负载 ) ，则可供电 12-25 分钟，不同负载量时的 UPS 供电时间大约可参照负载减半时间加倍的方式计算。使用注意事项正确使用 UPS 电源，不但可以减少 UPS 发生故障的机会，而且能够有效地延长其使用寿命。

平常使用USP电源应当注意以下几点：

(1) 使用 UPS 电源时，应严格遵守厂家的产品说明书的有关规定，保证 UPS 所接市电的火线、零线顺序符合要求。

(2) 配备 UPS 的主要目的是防止由于突然停电而导致计算机丢失信息和破坏硬盘，但有些设备工作时是并不害怕突然停电的 ( 如打印机等 ) 。为了节省 UPS 的能源，打印机可以考虑不必经过 UPS 而直接接入市电。如果是网络系统，可考虑 UPS 只供电给主机 ( 或者服务器 ) 及其有关部分。这样可保证 UPS 既能够用到最重要的设备上，又能节省投资。

(3) 不要超负载使用 UPS 。 UPS 电源的最大负载量应该是其标称负载量的 80%( 如 1000w 的 UPS ，按 80% 负载率即 800W 去匹配负载： 1000VA 的 UPS 按 80% 换算成 800W 之后再按 80% 负载率即 640W 去匹配负载 ) 。如果超载使用，在逆变状态下，常造成逆变三极管的击穿。此外，在使用 UPS 时，严禁接诸如日光灯之类的感性负载，而只能接纯电用或较小的电容性负载。

(4) 开关机时应当注意开关机的顺序：开机时先开 UPS ，稍后 ( 最好是滞后 1-2 分钟，让 UPS 充分进入工作状态 ) 再开通负载的电源开关，而且负载的电源开关要一个一个地去开通：关机时顺序正好相反，先一个一个地关掉负载的电源开关，再关掉 UPS 。 UPS 要长期处于开机状态，而计算机等负载则每次要用才开机，用完后只要关掉计算机等负载的电源开关即可。

(5) 不要频繁关闭和开启 UPS 电源。

一般要求在关闭 UPS 电源后，至少要等待 6 秒钟后才能再开启 UPS 电源，否则， UPS 电源可能处于“启动失败”的状态，即 UPS 电源处于既无市电输出又无逆变器输出的不正常状态。

(6)UPS 内电池内的电能有可能因某种原因而耗尽或者接近耗尽。为了补偿电池能量和提高电池寿命， UPS 要进行及时的、较长时间的连续充电 ( 通常不少于 48 小时，可以带或者不带负载 ) ，以避免由于电池衰竭而引起故障。新购置或存放很久的 UPS ，在使用前，应先充电 12 小时。长期存放不用的 UPS ，每隔 3 个月，充电 12 小时，若处于高温地区，每隔 2 个月充电一次。 UPS 不充电就使用，会损坏蓄电池。