UPS的中文意思为“不间断电源”,是英语“Uninterruptable Power Supply”的缩写,它可以保障计算机系统在 停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘,使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中,主要起到两个作用:一是应急使用,防止突然断电而影响正常工作,给计算机造成损害;二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”,改善电源质量,为计算机系统提供高质量的电源。它也可以使用在医疗、研究、桥梁等等一些不能断电的设备上。
组成
UPS目前分为在线式和后备式等,目前,主流的UPS厂商为台湾艾普斯,厦门科华、佛山BAYKEE(柏克),EAST(易事特)、深圳山特、overtop、东莞优玛电气UMART、APC、 伊顿、爱默生、金武士、日月元等,都提供各种级别的UPS满足不同用户群的需要。
不间断电源的组成从基本的应用原理上讲,UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。
整流器:
整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能:一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;二,给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用;
蓄电池:
蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置,它由若干个电池串联而成,其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间。其主要功能是:
1.当市电正常时,将电能转换成化学能储存在电池内部。
2.当市电故障时,将化学能转换成电能提供给逆变器或负载;
逆变器:
通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成;
静态开关:
静态开关又称静止开关,它是一种无触点开关,是用两个可控硅(SCR)反向并联组成的一种交流开关,其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统,其作用是实现从一路到另一路的自动切换;并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。
UPS的特点:
UPS较之柴油发电机组,具有体积小、效率高、无噪声振动、维护费用低、可靠性高等优点,但容量相对较小,主要用于电子计算机中.心、工业自动化控制中.心等重要场所。
UPS知识速成
1.UPS是什么?
UPS是不间断电源(Uninterruptible Power Supply)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。
从原理上来说,UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备;
从功能上来说,UPS可以在市电出现异常时,有效地净化市电;还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电,使你能有充裕的时间应付;
从用途上来说,随着信息化社会的来临,UPS广泛地应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节,其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。
2.UPS分哪些种类?
UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类:
后备式UPS是我们常用的,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,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;
模块化UPS与传统UPS相比有诸多优点,代表UPS的发展方向之一,但目前还存在成本高,部分产品实际的可靠性并不如理论计算值高,但a全系数已经远远超过传统UPS;对模块化UPS的研究将有利于促进模块化的可靠性提高,从而提高模块化UPS在客户中的认可度,加快模块化UPS的发展。EAST(易事特)模块化UPS每个模块就是一台.独立工作的UPS,功率段齐全可选,高.效率低干扰,环保节能,a全系数高。
3.为什么要配备UPS?
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z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b须的。
4.我应该配备什么样的UPS?
根据设备的情况、用电环境以及想达到的电源保护目的,可以选择适合的UPS;例如对内置开关电源的小功率设备一般可选用后备式UPS,在用电环境较恶劣的地方应选用在线互动式或在线式UPS,而对不允许有间断时间或时刻要求正弦波交流电的设备,就只能选用在线式UPS。
5.我应该配备多大功率的UPS?
首先要确定您的设备是多大功率的,一般来讲普通PC机或工控机的功率在200W左右,苹果机在300W左右,服务器在300W与600W之间,其他设备的功率数值可以参考该设备的说明书。
其次应了解UPS的额定功率有两种表示方法:视在功率(单位VA)与实际输出功率(单位W),由于无功功率的存在所以造成了这种差别,两者的换算关系为:视在功率*功率因数=实际输出功率后备式、在线互动式的功率因数在0.5与0.7之间,在线式的功率因数一般是0.8。 给设备配UPS时应以UPS的实际输出功率为匹配的依据,有些经销商有意或无意会混淆(VA)与(W)的区别,这点要提请用户注意。
6.UPS的“集中式”与“分散式”配备方式有什么区别?
如果需要配UPS的设备较多,您可以采用“集中式”或“分散式”两种配备方式:“集中式”,就是用一台较大功率的UPS负载所有设备,如果设备之间距离较远,还需要单独铺设电线,大型数据z心、控制z心常采用这种方式,虽然便于管理,但成本较高。 “分散式”配备方式是现在比较流行的一种配备方式,就是根据设备的需要分别配备适合的UPS,譬如对一个局域网的电源保护,可以采取给服务器配备在线式UPS,各个节点分别配备后备式UPS的方案,这样配备的成本较低并且可靠性高。 这两种供电方式的优缺点如下表:
集中供电方式:便于管理、布线要求高、可靠性低、成本高。 分散供电方式:不便管理、布线要求低、可靠性高、成本低。
UPS的配备需要较专业的知识,请咨询专业人士,他们会为您设计合理的配备方案。
7.为什么UPS一定要买m牌?
UPS产品的功能在于保障,对用户而言UPS常常是保护设备与数据a全的后防线,相比其他产品“可靠性与品质”对UPS具有更重要的意义,而惟有长期建立起来m牌产品才能有这样的实力。
中国目前的UPS市场十分繁荣,国际知名的品牌基本上都已进入中国,如.来自欧洲的梅兰日兰,来自美国的爱克赛、APC等,洋品牌在技术上有一定优势,同时价.格也较为昂贵,其主要市场份额集中在中大功率UPS市场(10KVA以上);上世纪九十年代以来,国内一些好的品牌在UPS市场异军突起,凭借在技术上的不断追求与本土化的生产服务优势,取得了令人瞩目的成绩,已经成为中小功率UPS市场的主力军。
8.UPS备用时间的长短是由什么决定的?
是由UPS的储能装置决定的,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;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。
蓄电池是UPS的重要组成部分,占有很大的价值比重,并且其质量的好坏直接关系到UPS的正常使用,所以应慎重选择有质量保证的正牌蓄电池。
9.使用UPS有哪些注意事项?
1)UPS的使用环境应注意通风良好,利于散热,并保持环境的清洁。
2)切勿带感性负载,如点钞机、日光灯、空调等,以免造成损坏。 3)UPS的输出负载控制在60%左右为佳,可靠性高。
4)UPS带载过轻(如1000VA的UPS带100VA负载)有可能造成电池的深.度放电,会降低电池的使用寿命,应尽量避免。
5)适当的放电,有助于电池的激.活,如长期不停市电,每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次,这样可以延长电池的使用寿命。
6)对于多数小型UPS,上班再开UPS,开机时要避免带载启动,下班时应关闭UPS;对于网络机房的UPS,由于多数网络是24小时工作的,所以UPS也b须全天运行。 7)UPS放电后应及时充电,避免电池因过度自放电而损坏。 PS系列的工作原理
一.PS系列的高频化优势
首先,PS系列UPS的输入部分取消了用于与市电隔离的工频变压器 或为降压用的自耦变压器,而采用SPWM技术实现整流高频化(AC/DC)。一方面提高了市电电压允许变化范围;另一方面在控制技术中采用数字信号处理器(DSP)控制,使输入电流正弦化,并与市电电压同相,从而实现UPS高输入功率因数(PF≈1),消除对市电的谐波“污染”,达到环保目的,是一款绿色UPS,同时大副度减少无功损耗,明显降低了运行成本。
其次,抛弃了传统的逆变输出工频变压器,用高频变压器来实现UPS与市电的隔离,不仅噪音低,而且效率高,在UPS的输出级逆变控制电路中采用正弦波直接反馈技术,使其调节高速化,远远优于传统的模拟反馈技术,再加上小的输出滤波器和20kHz以上的SPWM调制,使UPS动态响应特性非常好,而且输出的正弦波非常纯净光滑。
另外,在逆变保护电路中采用性能优良的过滤保护技术,使逆变器不仅具有较强的过载功能,,而且具有强有力的自身保护;PS系列UPS内部的蓄电池组也采取高频变换方式充电,当市电停电,UPS转换为由蓄电池给逆变器供电时亦采取高频变换降压方式(DC / DC)实现。
二.PS系列的智能化优势
UPS的智能化包括系统运行状态自动识别和控制、系统故障自诊断、蓄电池自动监测管理、智能化内部信息检测与显示等。
在系统运行状态识别与控制方面,通过内部传感器和状态逻辑及时识别系统所处的运行状态,判定系统运行程序和运行是否正常,有效地防止了系统的误操作对系统自身和负载所带来的危害,提高了UPS的可靠性。
UPS智能化的另一个方面是通过运行于PC机内的监控软件实现的,通过RS232接口将UPS与PC机串口连接,并在PC机上运行UPS的监控软件,由PC机定时发送查询指令,UPS则在规定的时间内返回运行参数信息,再由PC机进一步对UPS的运行状态、故障的具体部位等进行判断,并在必要时对UPS发出指令进行干预和提醒维护人员,并在UPS供电时间结束前自动中止计算机或局域网的运行,并将现场信息自动存盘。
三.PS系列的网络化优势
在大量引进微处理监控技术的基础上,四通PS系列能在UPS和计算机网络之间建立起双向通信调控管理功能,把UPS当作广域网络的一个独.立节点并装上通讯适配器,给UPS分配独.立的IP地址。这样,w管员或被授权人可在网络的任何地方通过网络像管理计算机一样对UPS的情况进行实时远程监控,利用这种控制功能用户可在计算机网络终端上实时监控UPS的运行参数(例如:输入、输出的电压、电流和频率,UPS电池组的充电、放电和电压值的显示,UPS的输出功率及有关的故障、b警信息)。此外,用户还可在计算机网络终端上对UPS的输出执行定时的自动开机、自动关机操作,有序的关机操作将确保用户的软件和数据的a全可靠。
总之,四通PS系列UPS使用MOSFET及IGBT功率元件,成功地实现了高频化、小型化与g效率,也延长了蓄电池的使用寿命,而网络智能化技术不仅提供完全可靠的网络电源管理,也为节能提供了一种好的方案。可以说四通PS系列顺应了新的UPS技术发展趋势,是一款在性能j格上j具竞争力的产品,必将在中国的企业级UPS市场上取得令人瞩目的成绩。
10.蓄电池的容量是什么含义?
部分国家采用20小时放电率(C20)的安时数代表电池额定容量的大小,即在25℃下以恒定电流放电20小时至终止电压(1.75V/单格),该电流乘以20即为电池的C20容量,一般用AH数表示。例如,12V/100AH的电池是指该电池能够以5A(0.05C)的电流恒定放电至终止电压10.5V,可连续放电20小时。另外要注意,电池放电时间与放电电流不是线性关系,如100AH电池以100A的电流放电支持不了1个小时,只有数十分钟;而以1A的电流放电,则会超出100小时(不推荐如此方式放电)。
11.标准型UPS是否可以直接外接电池作c效型UPS使用?
不适合,由于标准型UPS设计的充电电流较小,另外受散热条件的x制,如作c效型UPS使用,一方面达不到使用目的,另一方面也容易对UPS、电池的使用造成不l影响,甚至于损坏。
12.如何延长不间断电源系统的供电时间? 延长不间断电源系统的供电时间有两种方法:
1. 外接大容量电池组:可根据所需供电时间外接相应容量的电池组,但须注意此种方法.会造成电池组充电时间的相对增加,另外也会增加占地面积与维护成本,故需认真评估。 2.选购容量较大的不间断电源系统:此方法不仅可减少维护成本,若遇到负载设备扩充,较大容量的不断电系统仍可立即运作。
13.常见的电力问题有哪些?又有什么不同的解决方式?
有一种常见的误解,认为我们使用的市电,除了偶尔发生的断电事故,是连续而且稳定的,其实不然。市电系统作为公共电网,上面连接了成千上万各种各样的负载,其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能,还会反过来对电网本身造成影响,恶化电网的供电品质。另外意外的自然和人为事故,如地.震、火灾、雷击、输变电系统短路等,都会危害电力的正常供应,从而影响负载的正常工作。根据电力专家的测试,电网中经常发生并且对电脑和j密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种:
1、电涌(power surges):指输出电压有.效值高于额定值110%,而且持续时间达一个或数个周期,电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时,电网因突然卸载而产生的高压。
2、高压突波(high voltage spikes):指峰值达6000V,持续时间从万分之一秒至二分之一周期(10ms)的电压,这主要是由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
3、暂态过电压(switching transients):指峰值电压高达 20000V,但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压,其主要原因及可能造成的破坏类似于高压突波,只是在解决方法上会有区别。
4、电压下陷(power sags):指市电电压有.效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态,并且持续时间达一个到数个周期,大型设备开机、大型电动机启动或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。
5、噪声干扰(electrical line noise):指射频干扰(RFI)和电磁干扰(EFI)以及其它各种高频干扰,马达的运行、继电器的动作、马达控.制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等,都会引起噪声干扰。
6、频率飘移(frequency variation):系指市电频率的变化超过3Hz以上,这主要是由于应急发电机的不稳定运行,或由频率不稳定的电源供电所致。
一、保持适宜的环境温度:影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度,一般电池生产厂家要求的较佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高,但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定,环境温度一旦超过25℃,每升高10℃,电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池,设计寿命普遍是5年,这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求,其寿命的长短就有很大的差异。另外,环境温度的提高,会导致电池内部化学活.性增强,从而产生大量的热.能,又会反过来促使周围环境温度升高,这种恶性循环,会加速缩短电池的寿命。
二、定期充电放电:UPS电源中的浮充电压和放电电压,在出厂时均已调试到额定值,而放电电流的大小是随着负载的z大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下,负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内,电池的放电电流就不会出现过度放电。
UPS因长期与市电相连,在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中,蓄电池会长期处于浮充电状态,日久就会导致电池化学能与电能相互转化的.性降低,加速老化而缩短使用寿命。因此,一般每隔2-3个月应完全放电一次,放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后,按规定再充电8小时以上。
三、利用通讯功能:目前,绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件,通过串/并口连接UPS,运行该程序,就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报.警等功能。通过信息查询,可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息;通过参数设置,可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作,大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。