不間斷電源技術(shù)原理、特點及發(fā)展
當(dāng)前，數(shù)字革命和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)正席卷全球。隨著各種信息系統(tǒng)在各個行業(yè)的應(yīng)用，更帶動了不間斷電源（UPS）的迅猛發(fā)展。作為直接關(guān)系到計算機(jī)軟硬件能否安全運行的一個重要因素，電源質(zhì)量的可靠性應(yīng)當(dāng)成為中小企業(yè)、學(xué)校等首要考慮的問題。UPS（Uninterruptable Power System）是不間斷電源的意思，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓、恒頻的不間斷電源，主要用于給服務(wù)器、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。不間斷電源從計算機(jī)的外圍設(shè)備，一個不受重用的角色迅速變成為互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備及電子商務(wù)的保衛(wèi)者。UPS作為信息社會的基石，已開始了她新的歷史使命。隨著國際互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，對電力供電質(zhì)量提出了越來越高的要求，無論是整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備還是數(shù)據(jù)傳輸途徑給以端到端的全面保護(hù)，都要求配置高質(zhì)量的不間斷電源。
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??? 一、UPS的工作原理
??? UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓、穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。當(dāng)市電正常輸入時，UPS就將市電穩(wěn)壓后供給負(fù)載使用。同時對機(jī)內(nèi)電池充電，把能量儲存在電池中，當(dāng)市電中斷（各種原因停電）或輸入故障時，UPS即將機(jī)內(nèi)電池的能量轉(zhuǎn)換為220V交流電繼續(xù)供負(fù)載使用，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主要從九十年代開始成規(guī)模，90年代初，對UPS要求能提供無時間中斷的電源來確保用戶的數(shù)據(jù)不致丟失為保護(hù)重點；90年代中期，在UPS配置了RS232接口和在計算機(jī)監(jiān)控平臺上配置各種電源監(jiān)控軟件的智能化 UPS，保護(hù)重點為用戶的數(shù)據(jù)的完整性；到了90年代末期，UPS以確保系統(tǒng)具有“高穩(wěn)定性”及“高可用性”為其保護(hù)重點。不同年代的需要對UPS不同分類及發(fā)展，UPS的分類及展是當(dāng)今信息社會高速發(fā)展的需要。
??? 二、UPS的基本分類與特點
??? 目前市場上已經(jīng)有不同類型的UPS，按UPS的工作方式可分為后備式、在雙變換在線式、在線互動式三大類。
??? 1、備式UPS電源
??? 它是靜止式UPS的最初形式，應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，一般只用小功率范圍，電路簡單，價格低廉。這種UPS對電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸變以及從電網(wǎng)侵入的干擾等不良影響基本上沒有任何改善:
??? 其工作性能特點：
??? 1）市電利用率高，可達(dá)96%。
??? 2）輸出能力強(qiáng)，對負(fù)載電流波峰因數(shù)、浪涌系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過載等沒有嚴(yán)格的限制。
??? 3）輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)受切換電流能力和動作時間限制。
??? 4）輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負(fù)載性質(zhì)。
??? 2、在線互動式UPS電源
??? 也稱為3端口式UPS電源，使用的是工頻變壓器。從能量傳遞的角度來考慮，其變壓器在3個能量流動的端口；端口1連接市電輸入，端口2通過雙向變換器與蓄電池相連，端口3輸出，市電供電時，交流電經(jīng)端口1流入變壓器，在穩(wěn)壓電路的控制下選擇合適的變壓器抽頭拉入，同時在端口2的雙向變換器的作用下借助蓄電池的能量轉(zhuǎn)換共同調(diào)節(jié)端口3上的輸出電壓，以此來達(dá)到比較好的穩(wěn)壓效果。當(dāng)市電掉電時，蓄電池通過雙向變換器經(jīng)端口2給變壓器供電，維持端口3上的交流輸出。在線動式UPS電源在變壓器抽頭切換的過程中，雙向變換器作為逆變器方式工作，蓄電池供電，因此能實現(xiàn)輸出電壓的不間斷。
??? 其工作性能特點：
??? 1）市電利用率高，可達(dá)98%。
??? 2）輸出能力強(qiáng)，對負(fù)載電流波峰因數(shù)、浪涌系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過載等沒有嚴(yán)格的限制。
??? 3）輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負(fù)載性質(zhì)。
??? 4）變換器直接接在輸出端，并處于熱備份狀態(tài)。對輸出電壓尖峰干擾有抑制作用。
??? 5）輸入開關(guān)存在斷開時間，致使UPS輸出仍有轉(zhuǎn)換時間，但比后備式小得多。
??? 6）變換器同時具有充電功能，且其充電能力很強(qiáng)。
??? 7）如在輸入開關(guān)與自動穩(wěn)壓器之間串接一電感，當(dāng)市電掉電時，逆變器可立即向負(fù)載供電，可避免輸入開關(guān)未斷開時，逆變器反饋到電網(wǎng)而出現(xiàn)短路的危險。
??? 3、雙變換在線式UPS電源
??? 它是屬于串聯(lián)功率傳輸方式。當(dāng)市電存在時，實現(xiàn)AC－＞D
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