UPS不间断电源的工作原理是什么 ups是什么东西

技术员维护 ups 电池单元

一、UPS电源定义

直白的说，UPS就是备用电源，是一种电脑或者其他计算机产品可有可无的电源设备，一般在企业中应用十分广泛，其功能相当于可充电蓄电池，为电脑可能面临的突然断电而供电的一种安全设备。比如突然停电了，计算机就可以自动切换到UPS供电，从而电脑依然可以正常工作，保证了电脑中正在操作的重要数据不被丢失。

专业的说UPS（UninterrupTIble Power System/UninterrupTIble Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。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如电磁阀、压力变送器等提供稳定、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（WWW.PC841.COM电脑百事网），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。

UPS电源和普通的电池不一样，因为电池产品供电主要是直接使用直流电脑，比如笔记本上使用的电充是经过交流电转换成主流，然后充入电池内部存储，使用的时候是直接使用直流电。但UPS不同，UPS供电模式为先将交流电转换成直流，然后存储在储能设备中，但用的时候它又是将直流电转换成交流电直接供设备使用，不了解电源原理或者不熟悉电子产品的朋友可能不怎么了解，不过我们只要知道它不同于一般电池原理即可，但功能相似。

二、UPS电源系统

UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。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，对整流器来说就象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，给负载供电如所示，而且，同时给储能电池充电，（如图1实线所示）；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产（如粗黑→所示）；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（如虚线所示）。 UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70％的额定功率。储能电池容量的选取当负载功率确定后主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。因此，UPS电源系统在检测到电网电压中断后，可自行启动供电，且随着储能电池慢慢放电，储能电池的容量随着时间会逐渐降低，考虑

到寿命终止时储能电池容量下降到50％并留有一定的余量，UPS电源系统的工作时间当储能电池满容量时为2小时，半容量为1小时。

三、ups不间断电源作用

1.两路电源之间的无间断相互切换;

2.隔离作用。将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网千扰阻挡在负载之前，即使负载对电网不产生干扰，又使电网中的干扰不影响负载;

3.电压变换作用： 输入电压等于或不等于输出电压，如380V1380V，380V/220V ，包括稳压作用;

4.频率变换作用：输入频率等于或不等于输出频率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括稳频作用;

5.提供一定的后备时间：UPS的电池贮存一定的能量，在电网停电或间断时继续供电一段时间来保护负载; 后备时间为10分钟、30分钟、60分钟或更长。

四、UPS电源主要应用领域

1.军用：军用飞机，航天器，服务器，雷达等固定设备及舰船，坦克等移动设备

2.通信行业：如移动，联通，电信等，他们的服务器以及通信站要保证全天候工作，不能收到电网的影响，我们很少出现打不出去电话也是因为此。

3.银行业：比如取款机，服务器等等。

4.超市，金店等商铺：如果没有后备电源，若夜间突然停电，难免会发生抢劫。

5.数据中心

6.工业：为保证工厂运营可持续性，必须保证工厂设备运转正常，此部分UPS以中端为主。

7.个人PC：目前这部分主要以中低端UPS为主。

8.实验室或高精设备：某些高端设备只要突然停电就会损坏，损失很大，因此配备UPS是必须的。

五、UPS电源选购

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。

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。

根据使用环境选择可以分为工业级UPS和商业级UPS，工业级UPS适应于环境比较恶劣的的地方，商业级UPS对环境的要求比较高。

UPS通常分为工频机和高频机两种。工频机由可控硅SCR整流器，IGBT逆变器，旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，顾名思义叫工频UPS。

高频机通常由IGBT高频整流器，电池变换器，逆变器和旁路组成，IGBT可以通过控制加在其门极的驱动来控制IGBT的开通与关断，IGBT整流器开关频率通常在几K到几十KHz，甚至高达上百KHz，相对于50Hz工频， 称之为高频UPS。

随着电力电子技术的发展和高频功率器件不断问世。中小功率段的UPS产品正逐步高频化，高频UPS有功率密度大、体积小、重量轻的特点。但在高频UPS功率段向中大功率过渡推进的过程中。高频拓扑UPS在使用过程中暴露出一些固有缺点，并影响到UPS的安全使用和运行。