UPS电源的工作原理是什么?有哪些注意事项?
UPS(Uninterruptible Power
System)，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，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;当市电中断(事故停电)时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。
组成
UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器(REC)，进行DC/AC变换的逆变器(INV)，逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求)，输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检
不间断电源故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。在电网电压工作正常时，给负载供电如图所示，而且，同时给储能电池充电;当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产;当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。
工作原理
人们常用的是后备式UPS，如易事特EA200系列与300系列,欧易美C系列。它具备了自动稳压、断电保护等UPS基础也重要的功能。虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。
在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题。如四通PS系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。
另外易事特、欧易美等厂商还提供在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区;尤其欧易美H系列的UPS，价格又远低于在线式，是应该向用户大力推荐的一种更好的选择。
据IDC统计：全部电脑故障的45%是由电源问题引起的。在中国，大城市停电的次数平均为0.5次/月，中等城市为2次/月，小城市或村镇为4次/月，电网存在至少九种问题：断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰;因此从改善电源质量的角度来说给电脑配备一台UPS是十分必要的。另外，精密的网络设备和通信设备是不允许电力有间断的，以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的，即使是一台普通电脑，其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值，因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分***的。
在线式UPS(On-Line
UPS)的运作模式为“市电和用电设备是隔离的，市电不会直接供电给用电设备”，而是到了UPS就被转换成直流电，再兵分两路，一路为电池充电，另一路则转回交流电，供电给用电设备，市电供电品质不稳或停电时，电池从充电转为供电，直到市电恢复正常才转回充电，“UPS在用电的整个过程是全程介入的”。其优点是输出的波型和市电一样是正弦波，而且纯净无杂讯，不受市电不稳定的影响，可供电给“电感型负载”，例如电风扇，只要在UPS输出功率足够的前题下，可以供电给任何使用市电的设备。
后备式又称为非在线式不间断电源(Off-Line UPS)，它只是“备援”性质的UPS，市电直接供电给用电设备也为电池充电(Normal
Mode)，一旦市电供电品质不稳或停电了，市电的回路会自动切断，电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务(Battery
Mode)，直到市电恢复正常，“UPS只有在市电停电了才会介入供电”，不过从直流电转换的交流电是方波，只限于供电给电容型负载，如电脑和监视器。
线上交错式又称为线上互动式或在线互动式(Line-Interactive
UPS)，基本运作方式和离线式一样，不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电，但随时都在监视市电的供电状况，本身具备升压和减压补偿电路，在市电的供电状况不理想时，即时校正，减少不必要的“Battery
Mode”切换，延长电池寿命。
使用规程
(2)使用UPS电源时，应务必遵守厂家的产品说明书有关规定，保证所接的火线、零线、地线符合要求，用户不得随意改变其相互的顺序。比如，美国PULSE牌UPS电源的交流输入接线与中国的交流电输入插座的连接方式正好相反。
(3)严格按照正确的开机、关机顺序进行作，避免因负载突然加上或突然减载时，UPS电源的电压输出波动大，而使UPS电源无法正常工作。
(4)禁止频繁地关闭和开启UPS电源，一般要求在关闭UPS电源后，至少等待6秒钟后才能开启UPS电源，否则，UPS电源可能进入"启动失败"的状态，即UPS电源进入既无市电输出，又无逆变输出的状态。
(5)禁止超负载使用，厂家建议：UPS电源的大启动负载好控制在80%之内，如果超载使用，在逆变状态下，时常会击穿逆变三极管。实践证明：对于绝大多数UPS电源而言，将其负载控制在30%～60%额定输出功率范围内是佳工作方式。
(6)定期对UPS电源进行维护工作：清除机内的积尘，测量蓄电池组的电压，更换不合格的电池，检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。
注意事项及正常维护要点
注意以下问题
1.使用时，电池***要充足电，且蓄电池接线应接触良好。电压过低或不接电池时不要开启UPS，否则有可能发生危险。
2.每次开机前，***要关闭UPS所带的全部负载。***要在市电正常的情况下开UPS，待UPS正常供出电压后，再让负载用电。
3.在无市电的情况下不要开启UPS。当市电断电后，要尽快把工作处理好先关闭机器，再关UPS。UPS关闭后，***要等10秒以上再开启UPS，以防损坏UPS。
4.若UPS期在市电情况下工作，建议每三个月左右拔掉交流电源，使逆变器工作，让蓄电池组放电，直至其报警信号变短时，再接通外部电源。这样不但能检查蓄电池及逆变器工作是否正常，而且还可以延长蓄电池的使用寿命。
5.UPS的实际负载要以其功率的70%为准，如实际功率为700W，应选择功率为1000W的UPS。注意负载不能是可控硅整流电路和较大的电感电路，否则会发生危险。
6.在电池充电时间足够的情况下，逆变器负载在70%左右时，若UPS工作2～3个月后报警信号变得短且急促，则说明蓄电池寿命到了极限，***更换电池。否则，不但影响工作，还可能造成其它不良后果。新电池要经过充电，才可正常使用。
7.在UPS工作时，***要有人看守。遇到市电中断时UPS报警要及时关掉UPS，否则蓄电池会因放电过量而缩短寿命，或者烧坏逆变管。注意到以上几点，UPS一般不会出现问题，且蓄电池使用寿命可达3～5年。
常见的故障及检修方法
1.逆变管烧毁
待查出管子烧毁原因后，换上新管就可以正常工作。新管工作参数***要符合要求，其耐压值***要超过蓄电池电压的两倍，β值不得低于150，否则管压降加大，管子生热快，易再次被烧毁。
2.蓄电池无电
蓄电池无电或电压过低，也是造成逆变管烧毁的原因。更换新电池时，注意更换的新电池型号***要与原来的相符，电压不能高，但Ah数可适当增大。新电池***要连续充电六个小时。
3.市电正常，但UPS工作在逆变状态
先检查市电输入变压器绕组及保险，若无问题，可检查次级电路和负载。
4.逻辑控制电路有故障
逻辑控制电路有问题，可按逻辑关系，参考有关脚电压及波形逐级检查。检查时，***要把逆变管输入端的插头拔掉。这样，既可避免发生意外，又可延长蓄电池的使用寿命。
分类
UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。
其中，我们常用的是后备式UPS，它具备了自动稳压、断电保护等UPS基础也重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。
在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，如欧易美H系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。
在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。
应用
UPS电源现已广泛应用于：矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备UPS不间断电源
应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。
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