UPS电源知识

时间：2022-09-02作者：北京嘉铭恒达科技有限公司浏览：43

UPS中文翻译为ups电源是英语电源Uninterruptible Power Supply它可以确保计算机软件在断电后再次工作一段时间，以便客户可以紧急存储磁盘，这样您就不会因断电而损坏工作或丢失数据信息。它在计算机软件和网络技术的应用中起着两个关键作用：一是应急应用，避免突然关闭电源，危害正常工作，对电子计算机造成危害；二是清除**电浪涌保护、瞬时高压、瞬时低压、电缆噪声、工作频率偏差等开关电源环境污染，提高开关电源质量，为操作系统提供高质量的开关电源。

从基本应用原则来看，UPS它是一种开关电源维护机械设备，具有储能技术设备，以逆变器为关键部件，稳压管稳频导出。关键由整流器、电池、逆变器和静态数据电源开关组成。

1)整流器:整流器是整流器设备，简单来说就是沟通（AC）转化为直流电（DC）设备。它有两个关键功能：一是交流电流（AC）变成直流电源(DC)，过滤后提供负载或逆变器；二是给电池充电电压。因此，它还具有充电头的功能；

2)电池:电池是UPS作为一种存储功率的设备，它由多个电池串联起来，其体积和尺寸决定了其保持充放电（供电）的时间。其具体功能是：1。当**电力正常时，将电磁能转化为机械能并存储在充电电池中。2当**电力出现常见故障时，将机械能转化为电磁能，给逆变器或负载；

3)逆变器：简单的讲，逆变器是一种将直流电源（DC）转换为交流电流（AC）设备。由逆变电源桥、操作逻辑和低通滤波器组成；

4)静态数据电源开关:静态数据电源开关又称静态不动电源开关，是一种无触点开关，采用两个晶闸管（SCR）一种由程序控制器操作的反向并接组成的通信交流电源开关。它分为两种类型：变换和型号。变换电源开关适用于双开关电源的系统软件，其功能是完成从一路到另一路的自动转换；型号电源开关适用于并接逆变器、**电源或多个逆变器。

现阶段，流行UPS生产商有APC、山特级供应各种等级UPS必须实现不同的消费群体。

一 种类

（一）UPS根据其原理，开关电源可分为后备、在线和在线互动。

1 后备式UPS：通常情况下，当电池充电时，逆变器应急转换为运行状态，将充电电池给出的直流电源转换为稳定的交流电流，因此备用UPS又称无网式UPS。后备式UPS开关电源的特点是运行效率高、噪音低、价格划算。关键适用于市电波动小、供电质量低的场所。众所周知，这种UPS转换时间存在问题，不适合在关键的供电场所使用。但事实上，这种转换时间很短，通常在2到10之间ms，计算机本身的包交换电源供应器在关闭电源时应保持10ms因此，由于这个转换时间，我的计算机软件通常不容易出现问题。UPS一般只持续供电几分钟到几十分钟，主要是为了给你时间备份数据，尽快完成手头的工作，价格也很低。对于不太重要的计算机应用程序，例如，我的个人用户可以配备一个小输出功率的备份UPS。




2线上式UPS：这类UPS逆变器一直处于运行状态，首先根据电源电路将外部交流电流转换为直流电源，然后根据高质量的逆变器将直流电源转换为高质量的正弦波交流电流导出电子计算机。在线类型UPS电源条件下的主要功能是稳压管，避免电磁波的影响；断电时，应预留直流稳压电源（电池组）为逆变器供电。由于逆变器一直在工作，因此没有发现转换时间问题，因此适用于对开关电源有严格规范的场所。在线类型UPS与后备类型不同，一个主要优点是供电持续时间长，一般几个小时到十几个小时。它的主要功能是让你在断电的情况下像往常一样工作。很明显，由于其*特的功能，价格显然要贵得多。这种在线风格UPS更适用于电子计算机、交通、金融机构、证券、通信、诊疗、工业控制系统等领域，因为该行业的计算机一般不允许断电。




3线上互动型UPS：这也是一种智能UPS，说白了，线上互动型UPS，也就是说，当输入市电一切正常时，UPS逆变器反向工作（即整流器运行状态），充电锂电池组电池，逆变器立即变为逆变电源运行状态，将锂电池组电磁能转换为交流电流导出，因此在线互动UPS也有变化的时间。与后备式相同UPS对比，线上互动UPS它具有很强的保证作用。逆变器导出的电压波形良好，一般为正弦波形，其较大的特点是具有很强的系统功能，可以方便地在线进行UPS远程操作和智能系统管理方法。外部输入电压是否在所有正常范围内所有正常范围内。如有误差，可由稳压电源电路变压或降低血压，并给出相对稳定的正弦波形导出电压。它可以在电子计算机之间api接口（如RS-根据监控软件，客户可以随时从电脑显示屏监控电源和电源UPS在管理工作中理方便，可以提高计算机的稳定性。UPS集中后备式UPS高效在线UPS供电质量高的优点，但其稳频特性不是很理想化，不适合经常延迟UPS开关电源。




表一




表二




（二）UPS从结构上一般分为直流电UPS(DC-UPS)和沟通交流UPS(AC-UPS)两类。

1 直流电UPS直流ups电源由两个基本模块组成。分别是整流器和电池。其工作原理如下:




其工作环节是：当**电力正常时，电流根据整流器向负载供电，同时整流器向电池充电。电流方式为1路**电力整流器负载，2路**电力整流器电池。当**电力出现常见故障或整流器故障时，电池根据控制电路自动转换为负载，电流方向为电池负载。

2沟通交流UPS开关电源由三个基本模块组成。分别是整流器、电池和逆变器。其工作原理如下：




其工作环节是：当**电力正常时，电流根据整流器和逆变器向负载供电，同时整流器向电池充电。电流方式为1：**电力整流器逆变器负载，2：**电力整流器电池。当**电力出现常见故障或整流器故障时，充电电池根据控制电路自动转换为负载，电流流向为电池逆变器负载。

(三)从预留时间分，UPS分为基本型和夯实型。

一般来说，基本机器含有锂电池组，断电后可保持短期供电（一般不**过25分钟）；高效机器不带电池，但提高充电头，客户必须连接多个充电电池，增加供电时间，制造商在设计方案时增加充电头体积或修改并行充电头。

   除此之外， ，UPS还有其他简单的分类，比如从构成的基本原理分为转型UPS静止不动UPS；从主要用途分为商业服务UPS和工业级UPS；从导出电压的相数分为单相电UPS和三相UPS；从容积分成大空间UPS（**过100KVA）、中容积UPS（10-100 KVA）和小容量UPS（低于10 KVA）。

二 UPS的容积

UPS短路容量是指UPS大功率(电压V和电流量A的相乘）。

通常在市场上出售UPS开关电源，，体积小W(泰利斯)为企业标志；**过1公斤时，使用VAW”与“VA值是不同的。这就要求每个人都要根据细节进行选择UPS。一般来讲，1KW体积小UPS一般都用“W表示体积为1KVA～500KVA的 UPS 都用VA而不是W表示体积。

实际上，“W”一直不大于“VA。它们之间的转换关联可以使用以下计算公式： W = VA×功率因素。功率因数在0~1中间，表明负载电流有用（W）百分比。只有电热水器或灯泡的功率因素是1。对于其他机械设备，部分负载没有工作。这部分电流是由负载特性引起的谐波电流或电感电流。因为这部分电流，所以 VA”值比“W值大，当功率因素为1时，W”和“VA”值同样。

所以在大家选择电子计算机等设备的时候UPS开关电源时，如何选择较合适的UPS体积？如果选择不合理，通常会产生以下两种情况，一种是体积太小，即小马车，可能导致机械设备损坏；另一种情况是体积过大，导致资产消耗。因此，适当的选择UPS网络安全管理人员的体积是关键。

一般来讲，UPS体积选择应考虑以下因素：

1.具体负载条件:P=∑Pi/f

也就是说，具体具体负载的总数∑Pi，除功率因素外f，f=0.6~0.8.具体负载容积可获得P。

2、预埋扩展：

充分考虑市场扩张的可能性，在没有大量增加项目投资的情况下进行改进UPS可以通过两种方式完成导出容积：

A：可完成现场扩展的选择UPS商品，如如今市场上售卖的模块化设计UPS商品。

B：提前购买大空间UPS，但需要提前投入大量资产。

三UPS 导出电压

UPS输出电压是指市电通过UPS电脑等负载机械设备在整形、过滤、稳压管等一系列方法后应用的电压。这种电压一般比**电压干净，没有残留信号。UPS的导出沟通交流电压应当平稳在220V，误差不能太多。

四 导出电压工作频率

电网一般规范工作频率为50Hz（HZ）或是60Hz（HZ），UPS在这一地区，允许市电工作频率有一定的变化范围，UPS跟踪市电工作频率，**过远程服务器工作频率导出。具体导出的工作频率为导出电压工作频率。

五 UPS输入电压范围

UPS键入电压范围，即UPS允许市电电压转换的范围，即确保UPS不要转移到充电电池逆变电源的**电压范围。范围越大，说明范围越大。UPS适应性越好UPS键入电压范围应为160V~270V中间或更宽。

逆变器(负载)电流在所有正常的输入电压范围内由市电而不是充电电池给予。输入电压范围越宽，UPS电池充放电的概率越小，充电电池的使用寿命就越长。由于当地电压的起伏立即危及UPS特别是在一些地区，电网较端，白天和晚上的电压相差很大。UPS 要24小时工作，在这么大的变化范围内，UPS能否工作尤为重要。如果你不能工作，只有一个充电电池，那么一个充电电池并不用于真正关闭电源，另一个经常充电电池会影响充电电池的使用寿命。如果是这样的话UPS转充电电池设备为汽车继电器，对继电器的损坏严重，大大增加UPS设备故障率。

当UPS开关电源在市电供电方式工作中，如果输入交流电压**输入电压限制，且小于输入电压的较低值，UPS将断掉键入交流电，而转换到充电电池供电方法。启动键入电压范畴和键入电压范畴，体现了UPS开关电源对电网电压转换的适应性越强，启动输入电压范围和输入电压范围越宽。

六 UPS输入电压工作频率

UPS输入电压工作频率，即UPS全自动跟踪市电，保持同步工作频率范畴。一般电网规范工作频率为50Hz（HZ）或是是60Hz（HZ），UPS允许**电力工作频率有一定的变化范围，即输入电压工作频率范围，该标准值通常约为正负极的2%，在该区域，UPS同歩追踪市电工作频率，**过则以远程服务器工作频率键入。

七 UPS的变换时间

UPS变换时间是指UPS从市电到电池状态或从电池状态到市电所需的时间。UPS变换时间不得**过10ms（ms）。

UPS变换时间指标值希望越低越好，但有些负载能承受短期变换，UPS如果选择汽车继电器，则存在4~10ms对于开关元件的选择，变换时间较小。关键是看它UPS选择什么样的技术。通常人们认为备份和在线互动有时间改变，在线类型UPS未找到变换时间，即零变换时间。

适用于家中本人或SOHO对于中小型办公室的应用，建议购买具有变更时间的后备式UPS（不必**过10ms），较为合适；而针对交通出行、金融机构、证劵或大型企业等关键型工作中，则提议选购零变换时长的线上式UPS。

八 UPS电池

UPS（ups电源)通常可以在关闭电源后再次为电子计算机和其他机械设备供电，因为它有一种储能设备，这种储能技术是UPS电池。其具体功能是：1。当**电力正常时，将电磁能转化为机械能并存储在充电电池中。当**电力出现常见故障时，将机械能转化为电磁能，并给予逆变器或负载。

UPS电池的好坏会直接影响到全部UPS系统的靠谱水平，殊不知电瓶却也是全部UPS系统中均值没有问题时间（MTBF）较少的一种元器件。假如客户可以合理应用和维护保养，就可以增加其使用期限，相反其使用期限会明显减少，电瓶的类型一般作用力铅酸蓄电池、铅酸电池免维护蓄电池及镍镉电池等，如下所示表所显示。




充分考虑负载标准、应用自然环境、使用期限及成本费等要素，一般挑选铅酸电池免维护蓄电池。客户千万别因贪便宜而采用伪劣充电电池，由于那样做会危害整体体系的稳定性，并很有可能因而导致很大的损害。

九UPS的允差预留时间

UPS的允差预留时间就是指市电关闭电源后UPS可以提供电子计算机等设施的较大供电时间。

通常，UPS依预留时间可分成基本型及高效型。基本型UPS预留时间为5-15分钟，高效型为1-8钟头。倘若您的机器设备断电时，只必须存盘、撤出就可以，那采用基本型UPS；倘若您的机器设备断电时，仍须长期运行，那须采用高效型UPS。

那麽UPS预留时间的长度是由哪些确定的呢？是由UPS的储能装置，也就是UPS电池决定的，现在的UPS一般都用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置，电池容量的大小由"安时数（AH）"这个指标反映，其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大，通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。

后备式UPS一般内置4AH或7AH的电池，其备用时间是固定的。如果是个人用户单机使用，这种小型后备式UPS就值得选购。在线式与在线互动式UPS有内置7AH电池的标准机型，也有外配大容量电池组的长效机型，用户可以根据需要实现的备用时间而确定配备多大容量的电池。，企事业单位等电脑等设备比较多的情况，就有必要选择提供大容量电池组的UPS，以提供更长的备用时间。

十 电源效率

电源效率是指UPS的整机电能利用率，也就是UPS从外部吸收功率与向负载输出功率两者之的比值。这个数值和UPS电源设计线路有密切的关系，高效率的电源可以提高电能的使用效率，在一定程度上可以降低电源的自身功耗和发热量。通常在线式UPS的电源效率一般能够达到90％以上。如果需要增配大中容量的交流不间断供电设备，较好选用电源效率高的在线式UPS。而其他UPS的电源效率在80％左右。

十一 噪音值

噪音是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。衡量噪音强弱的数值我们把它成为噪音值，单位通常是分贝(dB), 人耳刚刚能听到的声音是0－10分贝。分贝值每上升10，表示音量增加10倍，即从1分贝到20分贝表示音量增加了100倍。人低声耳语约为30分贝，大声说话为60－70分贝。分贝值在60以下为无害区，60－110为过渡区，110以上是有害区。 UPS的噪音值一般应该在60分贝以下为好。

根据*人民共和国国家标准（UDC534.836)，城市各类区域环境噪声标准值列于下表。




十二 UPS的输出插座

UPS的输出插座是指UPS的电源输出接口，通常在我国UPS产品要提供两种标准规格的插座接口：两孔插座和三孔插座。不同的UPS提供的输出插座数量也不相同，一般来讲，适合个人使用的低端UPS提供一个输出插座，而中端UPS会提供2个以上的输出插座，高档的机柜式UPS提供的输出插座会更多，以满足更多设备的用电需求。

十三 市电

市电即我们所说的交流电（AC），交流电的成分包含：电压、电流、频率三种，其频率可分为50HZ（赫兹）与60HZ（赫兹）两种，电压分布由100VA至240VA。一般为220V（伏）。

十四 输出过载能力

输出过载能力是指在市电异常或负载异常时，UPS的输出稳定程度。

过载能力是UPS的关键，因为在正常运行时一般都不会出问题。较需要UPS显示能力的时候是在市电异常和负载异常时，因为在市电和负载正常时，UPS只是一个稳压器和滤波器的作用，而这个功能用一台廉价的交流稳压器就完全可以实现。因此，如果UPS只起这么一点作用那就不值得了。所以要抓住UPS主要功能，市电异常时UPS要能不间断的接续上去，负载异常时UPS要能酌情处理，即对于正常的过载要能经受得住考验，对于短路，UPS要有能力及时采取必要的措施。


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