不間斷電源，UPS，有時也稱為不間斷電源，是一種利用主電源（如線路電源）的電源形式，但也能夠在主電源發(fā)生故障或中斷時保持對正在供電的設備供電。

不間斷電源UPS的主要特點是它提供瞬時或近乎瞬時的電源中斷保護。

不間斷電源用于保持電源至關重要的應用。通常，UPS系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)中心、計算機系統(tǒng)和一些對電源連續(xù)性至關重要的醫(yī)療應用。

對于許多企業(yè)來說，停電，即使很短，也可能是災難性的。服務器和文件可能會變得無法訪問，需要重新啟動。更糟糕的情況可能是數(shù)據(jù)因突然無序關閉而損壞。

使用UPS系統(tǒng)可以防止短時間停電時發(fā)生災難。UPS 無縫切換到某種形式的電池電源，以繼續(xù)為任何設備供電，直到主電源恢復，或者可以激活備用發(fā)電機或設備可以正常短路。

線路電源系統(tǒng)問題

在了解什么是UPS系統(tǒng)以及UPS備份如何提供幫助之前，首先有必要了解問題，以便了解可以做些什么。

從主電源或線路電源系統(tǒng)獲得的功率并不完全完美。出現(xiàn)可能導致電子系統(tǒng)出現(xiàn)問題的問題。各種問題因國家、地點等而異。

可能發(fā)生的主要電源問題有：

激：浪涌是電源線上輸入電壓的短暫尖峰。它通常是由閃電擊中網(wǎng)絡上的線路引起的。當切換大感性負載并且反電動勢沿線路傳播時，也會出現(xiàn)這種情況。浪涌會損壞和破壞電子設備，因為它會進入電子設備并損壞無法承受高壓尖峰的電子元件。

停電：停電是用于描述停電的術語。它可以持續(xù)幾秒鐘以上。它們可能是由電力系統(tǒng)故障、一般使用或惡劣天氣引起的：大風、雪、洪水等。

掉電：限電是減少服務的另一種形式。這是所提供電壓的下降。這些可能是有意或無意的。盡管許多國家的電力公司對他們需要維持的電壓有嚴格的限制，但并非全球所有地區(qū)都是如此，電力公司可能會在短期或長期內降低電壓，以減少資源緊張并防止完全停電。

欠壓：欠壓條件或電壓“驟降”可描述為短時掉電。這是電壓的短暫降低。

過電壓：當電源線提供的電壓在很長一段時間內高于應有的水平時，即不是尖峰或浪涌，就存在過電壓情況。通常，電壓升高不夠高，無法將其定義為浪涌或尖峰。

電源線噪聲：電源線噪聲也稱為頻率噪聲，它會通過向系統(tǒng)注入不需要的信號來破壞或降低電路的性能。

頻率變化：在某些電源系統(tǒng)上，頻率可能會發(fā)生變化。通常，國家電力系統(tǒng)會精確計時，以便不同的發(fā)電源同步工作。然而，本地產生的電源（例如本地柴油發(fā)電機等）可能會發(fā)生頻率變化。

諧波失真：通常，預計來自電源線的波形將是正弦波。有時它可能具有高諧波含量，這可能會破壞內部設備電源（如開關模式電源等）的運行方式，從而導致正在使用的設備出現(xiàn)問題。

當從電源線供電時，電源系統(tǒng)的這些不同問題可能會導致電子設備出現(xiàn)問題。

計算機、服務器和其他 IT 相關設備特別容易受到電源線問題的影響，通常需要保護它們，否則可能會發(fā)生代價高昂的服務中斷或損壞。這使得UPS備份系統(tǒng)值得考慮。

UPS不間斷電源的目的是在正常線路或電源連接可用時提供交流電源，但在電源故障的情況下，不間斷電源將使用備用替代品，通常以電池的形式。使用逆變器等技術，它們將提供模擬交流電源以維持設備的電源。

不間斷電源有幾種不同類型的類型，有必要根據(jù)特定應用選擇正確的類型。

UPS不間斷電源與輔助電源的不同之處在于，UPS提供瞬時或幾乎瞬時的電源中斷保護。輔助電源可能需要一些時間來更換電源。

通常，UPS會從電池中提供替代電源。這些只有有限的運行時間 - 通常在 5 到 20 分鐘之間，但這應該足以允許系統(tǒng)有序關閉以防止數(shù)據(jù)丟失，或允許啟動輔助電源。在許多情況下，可以擴展電源容量，以提供更長的保護時間。這通常是通過使用更大的電池或采用其他能夠在更長的時間內提供電力的策略來實現(xiàn)的。

不間斷電源、UPS 的額定功率范圍從可以保護單臺計算機的小型系統(tǒng)到用于保護整個數(shù)據(jù)中心的大型系統(tǒng)等。

不間斷電源技術

有幾種不同的不間斷電源技術可用且可以使用。

這些電源的不同類型的應用用于不同的應用，有些用于高功率應用，有些用于低功率應用。所采用的方法取決于要求。

備用或離線UPS技術：這種形式的不間斷電源技術通常被稱為SPS（備用電源），用于提供低成本的解決方案，以克服電源故障導致的數(shù)據(jù)丟失等風險。它是最基本的類型之一。它提供電涌保護以及備用電池。

被保護的設備通常直接連接到輸入線路或主電源。為了提供瞬態(tài)或浪涌保護，采用了電壓瞬態(tài)鉗位裝置，例如普通電涌保護插板中使用的裝置 - 這些裝置通過電源線連接。

當輸入的市電電壓低于預定水平時，不間斷電源會檢測到低電壓狀況并激活其內部 DC-AC 逆變器電路，該電路由內部蓄電池供電。UPS通常會使用機械開關或繼電器將要供電的設備更換為新電源。切換時間可能長達 25 毫秒，具體取決于備用 UPS 檢測丟失的市電電壓和開關切換所需的時間。

還值得記住的是，這種形式的不間斷電源技術提供的功率是方波形式，而不是普通線路電源提供的正弦波。

在線互動式UPS技術：這種形式的UPS，不間斷電源技術針對的是中檔成本范圍。它建立在備用UPS技術的基礎上，增加了一個多抽頭可變電壓互感器，以提供針對持續(xù)低電壓或過電壓情況的保護。

這種形式的不間斷電源技術使用帶有可選抽頭的自耦變壓器來補償任何長期的電壓波動。通過改變變壓器上的抽頭，可以保持正確的輸出電壓。通過這樣做，即使輸入功率不完全符合正常規(guī)定的電壓，UPS也能夠從主電源或線路電源運行，從而節(jié)省電池電量。

這種形式的UPS技術在線路或電源不是特別可靠的地區(qū)特別有價值，并且可能會表現(xiàn)出相當大的波動和偶爾的掉線。它提供了針對所有情況的保護，但對于長時間的故障，可能需要使用輔助電源，因為電池電源不太可能在沒有主電源的情況下長時間支持。

在線式或雙轉換UPS技術：這種形式的不間斷電源技術提供了更高級別的保護。最初，這種類型的不間斷電源技術通常用于大型安裝，但成本和技術改進使它們能夠用于小型安裝。

在線式或雙轉換UPS系統(tǒng)使用與其他形式的不間斷電源技術相同的構建模塊。然而，與在線式UPS的最大區(qū)別在于電池始終處于電路中，這意味著不需要電源開關，并且消除了切換過程中的掉線問題。

從本質上講，輸入的線路或主電源被轉換和整流并施加到電池上。然后，負載設備的電源從電池/整流后通過逆變器獲取，使電壓恢復到所需的線路輸入電壓。這種形式的UPS得名于雙轉換，因為電源從交流電轉換為直流電，為電池浮充電，并為直流到交流逆變器供電。

通過這種方式，可以看出電池始終處于電路中，這意味著不需要開關。當發(fā)生功率損耗時，輸入整流器得不到任何電源，因此從電池中汲取功率。線路電源恢復后，整流器將為設備供電并為電池重新充電。

這些不同的不間斷電源技術代表了所使用的主要技術。其他UPS技術存在并被使用，但不如所描述的那么廣泛。

購買不間斷電源、UPS

對于許多依賴需要每周 7 天、每天 24 小時通電的 PC、服務器和其他電子設備的企業(yè)來說，一個好的 UPS、不間斷電源是必不可少的購買。

然而，購買不間斷電源的想法似乎是一項非常昂貴的活動。

令人驚訝的是，用于家庭和小型企業(yè)的小型UPS系統(tǒng)的成本比許多人想象的要低得多。

在考慮購買UPS系統(tǒng)時，值得停下來考慮需要什么以及哪種UPS系統(tǒng)在給定的成本下最能滿足需求

所需的UPS備份類型：為特定應用和預期問題選擇正確的UPS系統(tǒng)類型非常重要。不同的UPS系統(tǒng)類型提供不同級別的保護。我值得分析需要什么，因此能夠選擇所需的美國備份系統(tǒng)類型。

UPS電源能力：有必要選擇一種UPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)將提供所需的電源，以在線路電源故障的情況下為需要保護和供電的電子設備供電。有必要將所有設備的功耗相加。粗略地說，PC 的功耗約為 120 瓦，顯示器的功耗約為 50 瓦，外部驅動器的功耗約為 20 瓦，無線路由器的功耗約為 10 瓦。對于商業(yè)系統(tǒng)，服務器可能消耗約 1kW，盡管有些會消耗更少，但服務器機房中的交換機可能消耗高達 250 瓦，存儲設備可能消耗高達 500 瓦。

有必要將所有功率要求相加，然后在上面添加余量。有時 VA 額定值可能存在問題 - 這些問題考慮了電流和電壓的相位。如果是這種情況，請為此添加邊距。

所需運行時間：除了電源能力外，還需要考慮UPS系統(tǒng)需要保持主電源的時間長度。運行時是一個關鍵問題?？赡苄枰獙㈦娫幢３肿銐虻臅r間以有序地關閉計算機或其他系統(tǒng)。可能需要時間來運行發(fā)電機。有必要決定所需的時間。時間越長，提供電力所需的電池就越大，成本也就越高。

機械注意事項：考慮UPS備份系統(tǒng)的機械考慮因素也是明智的。如果不間斷電源系統(tǒng)要長時間提供大量電力，它們可能會很大，并且可能需要特殊的適應條件。

環(huán)境方面：值得考慮的是環(huán)境方面。如果它們很大并且需要風扇，那么在辦公環(huán)境中可能不需要它們，因為噪音可能很煩人。它們可能還需要保持在一定的溫度范圍內以獲得最佳操作。這些因素需要納入決策過程。

不間斷電源用于許多需要連續(xù)供電的領域。近年來，隨著對可靠電源的需求不斷增長，不間斷電源技術不斷進步。廣泛的應用需要UPS系統(tǒng)，但一些主要用戶是數(shù)據(jù)和計算機中心以及蜂窩電信或固定電話電信中心，在這些中心，服務的連續(xù)性至關重要。

在許多方面，不間斷電源系統(tǒng)在后臺運行時不會被注意到，在需要時提供備份，并使它們供電的整個系統(tǒng)能夠可靠運行。

審核編輯：黃飛