UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply),即不間斷電源,是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接,通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí),UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用,此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電穩(wěn)壓器,同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí), UPS電源立即將電池的直流電能,通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電,使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS電源設(shè)備通常對(duì)電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)。
電源電壓應(yīng)力是保證電源可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)。在電源中有許多器件都有規(guī)定耐壓值,比如:場效應(yīng)管的Vds和Vgs、二極管的反向耐壓、IC的VCC電壓以及輸入輸出電容的耐壓。
所以我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮到器件要承受的電壓。再根據(jù)電壓選擇適當(dāng)器件,后再進(jìn)行實(shí)際測試加以驗(yàn)證。但在測試時(shí)我們必須測試電源所有工作狀態(tài)的電壓應(yīng)力,以確保在惡劣的工作狀態(tài)下也能留出約10%的裕量。
UPS電源可以解決電網(wǎng)存在的諸如:斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動(dòng)、頻率漂移、電壓跌落、脈沖*等等問題,而精密的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更是不允許電力有間斷的,故此以服務(wù)器、大型交換機(jī)、路由器為核心的網(wǎng)絡(luò)中心要配備UPS更是不言而喻。
(1)系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能。系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器,本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(shí)(該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求),輸出幅度基本不變的整流電壓。
(2)凈化功能。凈化功能由儲(chǔ)能電池來完成,由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖*不能消除,整流后的電壓仍存在*脈沖。儲(chǔ)能電池除具有存儲(chǔ)直流電能的功能外,對(duì)整流器來說就像接了一只大容量電容器,其等效電容量的大小,與儲(chǔ)能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖*,起到了凈化功能,也稱對(duì)*的屏蔽。
(3)頻率的穩(wěn)定。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成,頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。
(4)開關(guān)控制功能。系統(tǒng)配備了工作開關(guān),主機(jī)自檢,故障后的自動(dòng)旁路開關(guān),檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
UPS電源的作用非常大,是用來保護(hù)用電設(shè)備的。以下進(jìn)行一下介紹:
1、目前基本所有場所都需要用到UPS電源,常見的場所:交通、機(jī)房、機(jī)場、地鐵、大樓管理、醫(yī)院、銀行、電廠、辦公室等等場合都需要。
UPS電源使用平常應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn):
(1) 使用UPS電源時(shí),應(yīng)嚴(yán)格遵守廠家的產(chǎn)品說明書的有關(guān)規(guī)定,保證UPS電源所接市電的火線、零線順序符合要求。
(2) 配備UPS電源的主要目的是防止由于突然停電而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)丟失信息和破壞硬盤,但有些設(shè)備工作時(shí)是并不害怕突然停電的(如打印機(jī)等)。為了節(jié)省UPS電源的能源,打印機(jī)可以考慮不必經(jīng)過UPS而直接接入市電。如果是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可考慮UPS電源只供電給主機(jī)(或者服務(wù)器)及其有關(guān)部分。這樣可保證UPS電源既能夠用到重要的設(shè)備上,又能節(jié)省投資。
(3) 不要超負(fù)載使用UPS電源。UPS電源的負(fù)載量應(yīng)該是其標(biāo)稱負(fù)載量的80%(如1000w的UPS,按80%負(fù)載率即800W去匹配負(fù)載:1000VA的UPS按80%換算成800W之后再按80%負(fù)載率即640W去匹配負(fù)載)。如果超載使用,在逆變狀態(tài)下,常造成逆變?nèi)龢O管的擊穿。此外,在使用UPS電源時(shí),嚴(yán)禁接諸如日光燈之類的感性負(fù)載,而只能接純電用或較小的電容性負(fù)載。
(4) 開關(guān)機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意開關(guān)機(jī)的順序:開機(jī)時(shí)先開UPS電源,稍后(是滯后1-2分鐘,讓UPS電源充分進(jìn)入工作狀態(tài))再開通負(fù)載的電源開關(guān),而且負(fù)載的電源開關(guān)要一個(gè)一個(gè)地去開通:關(guān)機(jī)時(shí)順序正好相反,先一個(gè)一個(gè)地關(guān)掉負(fù)載的電源開關(guān),再關(guān)掉UPS。UPS要長期處于開機(jī)狀態(tài),而計(jì)算機(jī)等負(fù)載則每次要用才開機(jī),用完后只要關(guān)掉計(jì)算機(jī)等負(fù)載的電源開關(guān)即可。
(5) 不要頻繁關(guān)閉和開啟UPS電源。一般要求在關(guān)閉不間斷電源電源后,至少要等待6秒鐘后才能再開啟UPS電源,否則,不間斷電源電源可能處于“啟動(dòng)失敗”的狀態(tài),即UPS電源處于既無市電輸出又無逆變器輸出的不正常狀態(tài)。
(6) 不間斷電源內(nèi)電池內(nèi)的電能有可能因某種原因而耗盡或者接近耗盡。為了補(bǔ)償電池能量和提高電池壽命,UPS電源要進(jìn)行及時(shí)的、較長時(shí)間的連續(xù)充電(通常不少于48小時(shí),可以帶或者不帶負(fù)載),以避免由于電池衰竭而引起故障。新購置或存放很久的UPS,在使用前,應(yīng)先充電12小時(shí)。長期存放不用的UPS電源,每隔3個(gè)月,充電12小時(shí),若處于高溫地區(qū),每隔2個(gè)月充電一次。UPS不充電就使用,會(huì)損壞蓄電池。
UPS電源的測試一般包括穩(wěn)態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試和常規(guī)測試三類。穩(wěn)態(tài)測試是在空載、50%額定負(fù)載以及額定負(fù)載條件下,測試輸入端和輸出端的各相電壓、線電壓、空載損耗、功率因數(shù)、效率、輸出電壓波形、失真度以及輸出電壓的頻率等。動(dòng)態(tài)測試一般是在負(fù)載突變(一般選擇負(fù)載由0%~和由~0%)時(shí),測試UPS輸出電壓波形的變化,分布式直流電源以檢驗(yàn)UPS的動(dòng)態(tài)特性和能量反饋通路。常規(guī)測試是測試其過載能力和檢測蓄電池。