UPS的功能與作用
UPS是不間斷電源(UninterruptiblePowerSystem)的英文名稱的縮寫,它伴隨著計算機的誕生而出現,是計算機常用的設備之一。實際上,UPS是一種含有儲能裝置,并以逆變器為主要組成部分的恒壓恒額的不間斷電源。UPS在其發展初期,僅被視為一種備用電源。后來,由于電壓浪涌、電壓尖峰、電壓瞬變、電壓跌落、持續過壓或者欠壓甚至電壓中斷等電網質量問題,使計算機等設備的電子系統受到干擾,造成敏感元件受損、信息丟失、磁盤程序被沖掉等嚴重后果,引起的經濟損失。因此,UPS日益受到重視,并逐漸發展成一種具備穩壓、穩頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓浪涌等功能的電力保護系統。
UPS的分類與特點
UPS電源按其工作方式可分為后備式和在線式兩大類,按其輸出波形又可分為方波輸出和正弦波輸出兩種。后備式UPS電源在市電正常供電時,市電通過交流旁路通道再經轉換開關直接向負載提供電源,機內的逆變器處于停止工作狀態。這種UPS電源在實質上相當于一臺穩壓性能差的市電穩壓器。它除了對市電電壓的幅度波動有所改善外,對市電電壓的頻率不穩、波形畸變以及從電網串入的干擾等不良影響基本上沒有任何改善。只有當市電供電中斷或低于170V時,蓄電池才對UPS的逆變器供電,并向負載提供穩壓、穩頻的交流電源。后備式UPS電源的優點是運行、噪音低、價格相對便宜,主要適用于市電波動不大、對供電質量要求不高的場合。
在線式UPS電源在市電正常供電時,先將市電交流電源變成直流電源,然后進行脈寬調制、濾波,再將直流電源重新變流電源,即它平時是由交流電經整流后又以逆變器方式向負載提供交流電源。一旦市電中斷,立即改由蓄電池以逆變器方式對負載提供交流電源。因此,對在線式UPS電源而言,在正常情況下,無論有無市電,它總是由UPS電源的逆變器對負載供電,這樣避免了所有由市電電網電壓波動及干擾帶來的影響。顯而易見,在線式UPS電源的供電質量明顯優于后備式UPS電源,因為它可以實現對負載的穩頻、穩壓供電。
當市電輸入正常時,UPS 將市電穩壓后供應給負載使用,此時的UPS就是一臺交流式電穩壓器,同時它還向機內電池充電;當市電中斷(事故停電)時, UPS 立即將電池的直流電能,通過逆變器切換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并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。
隨著計算機應用系統對電源的要求越來越高UPS日益受到重視,并逐漸發展成為一種具有穩壓、穩頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護系統。尤其是在電網的線路及供電質量不太高、抗干擾的技術落后,同時計算機系統對電源的要求又比較高的情況下,UPS的作用就顯得更加明顯。UPS是針對電網環境和網絡監控及網絡系統、醫療系統等對電源的可靠性要求,克服中、大型計算機網絡系統集中供電所造成的供電電網環境日益惡劣的問題。
UPS的保護作用表現在對市電電源進行穩壓,UPS的輸入電壓范圍比較寬,一般情況是從170V到250V,而輸出電源的質量是相當高的,后備式的UPS輸出電壓在5%~8%,輸出頻率穩定在1Hz;如圖1,在線式UPS輸出電壓穩定在3%以內,輸出頻率穩定在0.5Hz。在市電正常時,UPS電源相當于交流市電穩壓器;同時市電對蓄電池進行充電,此時也相當于充電器。在市電突然掉電的情況下,UPS自動切換到蓄電池供電,使計算機維持正常工作,保護軟硬件不受損害。