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UPS是什么？它有哪些功能？

UPS( Uninterruptible Power System )，即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計(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)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷( 事故停電 )時, UPS 立即將機(jī)內(nèi)電池的電能,通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。

UPS作為保護(hù)性的電源設(shè)備，它的性能參數(shù)具有重要意義，應(yīng)是我們選購時的考慮重點(diǎn)。市電電壓輸入范圍寬，則表明對市電的利用能力強(qiáng)（減少電池放電）。輸出電壓、頻率范圍小，則表明對市電調(diào)整能力強(qiáng)，輸出穩(wěn)定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩(wěn)定性,而電壓穩(wěn)定度則說明當(dāng)UPS突然由零負(fù)載加到滿負(fù)載時，輸出電壓的穩(wěn)定性。

還有UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時間等都是表征UPS性能的重要參數(shù)，決定了對負(fù)載的保護(hù)能力和對市電的利用率。性能越好，保護(hù)能力也越強(qiáng)，總的來說，離線式UPS對負(fù)載的保護(hù)最差，在線互動式略優(yōu)之，在線式則幾乎可以解決所有的常見電力問題。當(dāng)然成本也隨著性能的增強(qiáng)而上升。因此用戶在選購UPS時，應(yīng)根據(jù)負(fù)載對電力的要求程度及負(fù)載的重要性不同,而選取不同類型的UPS。

為什么要用UPS？

有一個常見的錯誤概念，認(rèn)為我們使用的市電，除了偶爾發(fā)生的斷電事故，是連續(xù)而且恒定的，其實(shí)不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，上面連接了成千上萬各種各樣的負(fù)載，其中一些較大的感性、容性、開關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，還會反過來對電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì)，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外意外的自然和人為事故，如地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路，都會危害電力的正常供應(yīng)，從而影響負(fù)載的正常工作。根據(jù)電力專家的測試，電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問題主要有以下幾種：

1、電涌（power surges）：指輸出電壓有效值高于額定值110％，而且持續(xù)時間達(dá)一個或數(shù)個周期。電涌主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機(jī)時，電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。

2、高壓尖脈沖（high voltage spikes）：指峰值達(dá)6000v，持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開關(guān)操作而產(chǎn)生。

3、暫態(tài)過電壓（switching transients）：指峰值電壓高達(dá) 20000V，但持續(xù)時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，只是在解決方法上會有區(qū)別。

4、電壓下陷(power sags）：指市電電壓有效值介于額定值的80％至85％之間的低壓狀態(tài)，并且持續(xù)時間達(dá)一個到數(shù)個周期。大型設(shè)備開機(jī)，大型電動機(jī)啟動，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。

5、電線噪聲（electrical line noise）：系指射頻干擾(RFI)和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達(dá)的運(yùn)行、繼電器的動作、馬達(dá)控制器的工作、廣播發(fā)射、微波輻射、以及電氣風(fēng)暴等，都會引起線噪聲干擾。

6、頻率偏移（frequency variation）：系指市電頻率的變化超過3Hz以上。這主要由應(yīng)急發(fā)電機(jī)的不穩(wěn)定運(yùn)行，或由頻率不穩(wěn)定的電源供電所致。

7、持續(xù)低電壓（brownout）指市電電壓有效值低于額定值，并且持續(xù)較長時間。其產(chǎn)生原因包括：大型設(shè)備啟動和應(yīng)用、主電力線切換、啟動大型電動機(jī)、線路過載。

8、市電中斷(power fai1）：指市電中斷并且持續(xù)至少兩個周期到數(shù)小時的情況。其產(chǎn)生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應(yīng)中斷、電網(wǎng)故障。

對于電腦來說，顯示器及主機(jī)工作都需要正常的電力供應(yīng)。尤其是內(nèi)存，對電源的要求更高。它是一種依賴電能的存儲設(shè)備，需要不斷地刷新動作來保持存儲內(nèi)容。一旦斷電，所保存的內(nèi)容立即消失。如果非正常斷電，導(dǎo)致內(nèi)存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設(shè)備上，就會造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而浪費(fèi)大量的工作精力、時間、甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而UNIX這樣的操作系統(tǒng)，如果不正常關(guān)機(jī)，內(nèi)存中的系統(tǒng)信息沒有回寫到硬盤上，還可能造成系統(tǒng)崩潰，無法再次啟動。此外，電腦中的硬盤，雖然應(yīng)用的是磁存儲介質(zhì)，不會因斷電而損失信息，但突然的電力故障會使正在進(jìn)行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞，或者系統(tǒng)文件在維護(hù)文件系統(tǒng)時，造成文件分配表錯誤，從而造成整個硬盤的報(bào)廢。另外，現(xiàn)在的操作系統(tǒng)大都能設(shè)置虛擬內(nèi)存，由于突然的斷電，使系統(tǒng)來不及取消虛擬內(nèi)存，從而造成硬盤中的“信息碎片”，不僅浪費(fèi)了硬盤存儲空間，還會導(dǎo)致機(jī)器運(yùn)行緩慢。電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態(tài)過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進(jìn)入主機(jī)板，影響機(jī)器的正常工作，甚至燒毀主機(jī)線路。總之，電力問題是計(jì)算機(jī)工作的重大威脅。但是隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益重要和廣泛，安全可靠的電源已是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和管理人員不得不認(rèn)真面對的重要問題。“需要是社會發(fā)展的第一推動力”，在這種背景下，UPS(不間斷電源）應(yīng)運(yùn)而生，并伴隨電力電子技術(shù)的發(fā)展，不斷推陳出新，在十?dāng)?shù)年間，不僅造就了一個嶄新的產(chǎn)業(yè)，而且隨著時間的推移更將有蓬勃的發(fā)展和燦爛的前景。

負(fù)載大小與UPS容量的計(jì)算

一般電器負(fù)載都會標(biāo)稱其額定功率或額定電流及功率因數(shù)等參數(shù)，但由于不同類型的負(fù)載差異較大，而總功率不能夠差異較大，故總功率不能夠簡單的相加而應(yīng)該求其矢量和。好在一般情況下，用戶負(fù)載大多為電腦設(shè)備，其功率因數(shù)在0.8~0.9之間，因此可以將各個負(fù)載的額定功率累加求出總功率,而個別其他類型的負(fù)載如打印機(jī)等,可以按啟動大小將其額定功率乘以一系數(shù)再計(jì)算進(jìn)去。根據(jù)負(fù)載總?cè)萘康腢PS，一般可以按以下公式選擇:UPS容量>= 負(fù)載容量÷0.8，即負(fù)載容量應(yīng)為UPS額定容量的80%以下。選擇80%負(fù)載主要是考慮到負(fù)載啟動的沖擊電流以及用戶今后擴(kuò)容的需要。