UPS電源的分類及應(yīng)用場景越來越多元化

來源：存能電氣  日期：2019-03-19 09:03  瀏覽量：次

　　UPS電源的分類及應(yīng)用場景越來越多元化。對于UPS電源的種類來說有很多，UPS不間斷電源可以解決所有的電源的問題，而且更好的為大家提供電的需求。在很多的領(lǐng)域中都用的比較多，UPS電源可以消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源。

　　UPS電源的分類：

　　UPS電源按其工作原理可分為后備式、在線式以及在線互動(dòng)式三種。

　　一、后備式UPS

　　后備式UPS電源平時(shí)處于蓄電池充電狀態(tài)，在停電時(shí)逆變器緊急切換到工作狀態(tài)，將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，因此后備式UPS也被稱為離線式UPS。后備式UPS電源的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行效率高、噪音低、價(jià)格相對便宜，主要適用于市電波動(dòng)不大，對供電質(zhì)量要求不高的場合，比較適合家庭使用。然而這種UPS存在一個(gè)切換時(shí)間問題，因此不適合用在關(guān)鍵性的供電不能中斷的場所。

　　后備式UPS一般只能持續(xù)供電幾分鐘到幾十分鐘，主要是讓您有時(shí)間備份數(shù)據(jù)，并盡快結(jié)束手頭工作，其價(jià)格也較低。對不是太關(guān)鍵的電腦應(yīng)用，比如個(gè)人家庭用戶，就可配小功率的后備式UPS。

　　二、在線式UPS

　　在線式UPS電源一直使其逆變器處于工作狀態(tài)，它首先通過電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡偻ㄟ^高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計(jì)算機(jī)。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾。在線式UPS電源不同于后備式的一大優(yōu)點(diǎn)是供電持續(xù)長，一般為幾個(gè)小時(shí)，也有大到十幾個(gè)小時(shí)的。

　　這種在線式UPS比較適用于計(jì)算機(jī)、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè)，因?yàn)檫@些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。

　　三、在線互動(dòng)式UPS

　　在線互動(dòng)式UPS，是指在輸入市電正常時(shí)，UPS的逆變器處于反向工作，給電池組充電；在市電異常時(shí)逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)，將電池組電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出，因此在線互動(dòng)式UPS也有轉(zhuǎn)換時(shí)間。在線互動(dòng)式UPS的保護(hù)功能較強(qiáng)，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的軟件功能，可以方便地上網(wǎng)，進(jìn)行UPS的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。

　　通過監(jiān)控軟件，用戶可直接從電腦屏幕上監(jiān)控電源及UPS狀況，簡化、方便管理工作，并可提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。這種UPS電源集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，但其穩(wěn)頻特性能不是十分理想，不適合做常延時(shí)的UPS電源。

　　UPS電源按其結(jié)構(gòu)分為直流UPS和交流UPS兩大類。

　　(1)直流UPS

　　直流不間斷電源由兩個(gè)基本單元組成。分別是整流器、蓄電池。其工作過程是：當(dāng)市電正常時(shí)，電流通過整流器向負(fù)載供電，同時(shí)整流器給蓄電池充電。電流路徑是1路市電—整流器—負(fù)載，2路路市電—整流器—蓄電池。當(dāng)市電故障或整流器故障時(shí)，通過控制電路自動(dòng)切換使蓄電池為負(fù)載供電，電流流向?yàn)樾铍姵亍?fù)載。

　　(2)交流UPS

　　交流UPS電源由三個(gè)基本單元組成。分別是整流器、蓄電池和逆變器。其工作過程是：當(dāng)市電正常時(shí)，電流通過整流器、逆變器向負(fù)載供電，同時(shí)整流器給蓄電池充電。電流路徑是1路：市電—整流器—逆變器—負(fù)載，2路：市電—整流器—蓄電池。當(dāng)市電故障或整流器故障時(shí)，通過控制電路自動(dòng)切換使電池為負(fù)載供電，電流流向?yàn)樾铍姵亍孀兤鳌?fù)載。

　　UPS的應(yīng)用場景來越多元化：

　　UPS是“電力保護(hù)神”，它能夠通過市電整流，然后給蓄電池充電，再通過蓄電池給逆變器供電，以此達(dá)到在市電斷電之后，能為負(fù)載提供潔凈、不間斷的供電等目的，避免因市電中斷、雜訊干擾、諧波干擾、三相不平衡、雷擊或突波、電壓過高或過低、頻率異常而帶來的資料流失、設(shè)備故障、硬件損毀、系統(tǒng)宕機(jī)等安全隱患。因此，UPS電源的應(yīng)用越來越廣泛，幾乎遍布所有的行業(yè)，而且因?yàn)闃I(yè)務(wù)的千差萬別，應(yīng)用場景日趨多樣化。

　　在線式UPS按照設(shè)計(jì)電路工作頻率分為工頻機(jī)和高頻機(jī)兩種。

　　工頻機(jī)通常電路采用全橋整流、全橋逆變方式。開關(guān)管工作頻率在5KHZ左右。必需內(nèi)置輸出隔離變壓器才能工作。機(jī)器內(nèi)部電力器件(如變壓器等)都較大，一般在帶載較大運(yùn)行時(shí)存在較小噪聲，但該機(jī)型在惡劣的電網(wǎng)環(huán)境條件中耐抗性能較強(qiáng)，可靠性及穩(wěn)定性更突出一點(diǎn)。在某些要求UPS有隔離裝置的場合，如工業(yè)、金融、交通等應(yīng)用，工頻機(jī)是較好的選擇。

　　高頻機(jī)通常采用正負(fù)半波整流、半橋逆變方式。開關(guān)管工作在20KHZ左右。可以省去輸出隔離變壓器。以微處理器作為處理控制中心，以軟件程序的方式來控制UPS的運(yùn)行。因此，體積小、重量輕、效率高、成本低、噪音低，節(jié)能占優(yōu)。適用于電網(wǎng)比較穩(wěn)定及灰塵較少、溫/濕度合適的環(huán)境，如辦公場所。

　　高頻UPS一般分為傳統(tǒng)塔式UPS、機(jī)架式UPS和模塊化UPS三種。

　　塔式UPS需單獨(dú)放置，通常采用并聯(lián)冗余方案，并具備維修旁路的功能。能在正常交流供電中斷時(shí)，將蓄電池輸出的直流變換成交流持續(xù)供電的電源設(shè)備。主要適用于小容量場景，可為單臺(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)備提供不間斷的電力供應(yīng)。

　　機(jī)架式UPS電源針對小空間機(jī)房設(shè)計(jì)，體積小、高度僅為1U，可以放在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，節(jié)省占地空間，便于安裝、使用、擴(kuò)容及維護(hù)。靜態(tài)切換開關(guān)具有自動(dòng)、手動(dòng)兩種工作方式，可以實(shí)現(xiàn)無間斷切換。具備電池過欠壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、輸出欠壓告警、輸出短路、過溫等保護(hù)功能。廣泛應(yīng)用于通信、電力、公安、消防、廣電、金融、軍隊(duì)、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)。

　　模塊化UPS電源安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中，節(jié)省占地面積與空間，便于安裝、使用及維護(hù)，能夠使用較短的功率連接電纜。功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、監(jiān)控模塊均具有在線熱插拔、擴(kuò)容、易維護(hù)等功能，任一組件拔出或故障均不影響系統(tǒng)供電，可靠性高，可應(yīng)用于信息、通信、電力、金融、制造業(yè)、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑、軍工、航天航空等領(lǐng)域。

　　因?yàn)樾袠I(yè)的不同，允許業(yè)務(wù)中斷的容忍度、IT系統(tǒng)的供電等級(jí)也是不同的，需要針對業(yè)務(wù)場景、業(yè)務(wù)形態(tài)、業(yè)務(wù)需求、業(yè)務(wù)特點(diǎn)等具體情況具體分析、權(quán)衡考慮的基礎(chǔ)上，選擇適應(yīng)其自身應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)及其負(fù)載特性的UPS電源。

　　UPS不間斷電源主要應(yīng)用于醫(yī)院、工廠、辦公樓等場合的應(yīng)急電源。對用戶的生命、財(cái)產(chǎn)起著十分重要的作用。選購時(shí)要考慮到其穩(wěn)定性、后備時(shí)間、服務(wù)能力等因素。國內(nèi)做這類電池比較出名的品牌有存能電氣鋰電池UPS電源。