你想了解的UPS电源知识全在这里
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新闻来源:百度   添加时间:2019-12-5 9:46:19   浏览次数:

UPS不间断电源,是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分,恒压恒频输出的电源保护设备。它可解决现有电力断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象,使计算机网络系统或其它电力电子设备运行更加安全可靠。现在已经被广泛应用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业,并且正在迅速地走入家庭。它的主要功能是当市电输入正常时,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,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。

一、UPS电源分类    

UPS电源作为计算机的重要外设,在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定,改进电网质量,防止瞬时停电和事故停电对用户造成的危害等是非常重要的。UPS已从60年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路,并且还在继续发展。目前,UPS一般均指静止式UPS,按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。

1、后备式从工作原理上看,后备式UPS在有市电时仅对市电进行稳压,逆变器不工作,处于等待状态,当市电异常时,后备式UPS会迅速切换到逆变状态,将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电,因此后备式UPS在由市电转逆工作时会有一段转换时间,一般小于10ms的时间切换,不适合于关键性供电场所。此外,后备式UPS一般只能持续供电几分钟到十几分钟。

后备式UPS电源的优点是:运行效率高、噪音低、价格相对便宜,主要适用于市电波动不大,对供电质量要求不高的场合。 

2、在线互动式所谓在线互动式UPS,是指在输入市电正常时,直接由市电向负载供电,UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电,当市电偏低或偏高时,通过UPS内部稳压线路稳压后输出,在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作,将电池组电压转换为交流电输出,因此在线互动式UPS也有转换时间。

同后备式UPS相比,在线互动UPS的保护功能较强,有较宽的输入电压范围,噪音低,体积小等特点,但同样存在切换时间。逆变器输出电压波形较好,一般为正弦波,而其最大的优点是具有较强的软件功能,可以方便的上网进行UPS的远程控制和智能化管理。

3、 在线式当市电正常供电时,市电经滤波回路及突波吸收回路后,分为两个回路同时动作,其一是经由充电回路对电池组充电,另一个则是经整流回路,作为变流器的输入,再经过变流器的转换提供净化过的交流电力给负载使用;此时若市电发生异常,则变流器的输入则改由电池组来供应,变流器持续提供电力,达到完全不断电。

在线式特点是,有极宽的输入电压范围,无切换时间且输出电压稳定精度高,输出完全由变流器来供应,不论市电电力质量如何,其输出均是稳定且纯净的正弦波电源。特别适合对电源要求较高的场合,但是成本较高。

二、为什么要用UPS电源    

有一个常见的错误概念,认为我们使用的市电,除了偶尔发生的断电事故,是连续而且恒定的,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,恶化电网或局部电网的供电品质,造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故,如地震、雷击、输变电系统断路或短路,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精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、高压尖脉冲(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尖脉冲,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、电线噪声(electrical line noise):系指射频干扰(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,都会引起线噪声干扰。6、频率偏移(frequency variaTIon):系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由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。7、持续低电压(brownout)指市电电压有效值低于额定值,并且持续较长时间。其产生原因包括:大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载。8、市电中断(power fai1):指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况。其产生原因有:线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。

三、不用UPS电源会对设备造成什么伤害  

       对于电脑来说,显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存,对电源的要求更高。它是一种依赖电能的存储设备,需要不断地刷新动作来保持存储内容。一旦断电,所保存的内容立即消失。如果非正常断电,导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上,就会造成信息因完全丢失或变得不完整而失去价值,从而浪费大量的工作精力、时间、甚至造成巨大的经济损失。而UNIX这样的操作系统,如果不正常关机,内存中的系统信息没有回写到硬盘上,还可能造成系统崩溃,无法再次启动。此外,电脑中的硬盘,虽然应用的是磁存储介质,不会因断电而损失信息,但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏,或者系统文件在维护文件系统时,造成文件分配表错误,从而造成整个硬盘的报废。另外,现在的操作系统大都能设置虚拟内存,由于突然的断电,使系统来不及取消虚拟内存,从而造成硬盘中的"信息碎片",不仅浪费了硬盘存储空间,还会导致机器运行缓慢。电脑电源是一种整流电源,过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板,影响机器的正常工作,甚至烧毁主机线路。总之,电力问题是计算机工作的重大威胁。

四、转换时间对负载有何影响    

后备式不断电系统在作电力系统转换时,会有转换时间,而转换时间到底多长?对计算机有什么影响?是客户经常提出的问题。转换时间的长短各厂家产品设计不同,一般均介于2至10毫秒,就计算机而言,当电力中断时,其本身的交换式电源供应器应可维持16毫秒,因此不断电系统的转换时间是一般个人计算机所能接受的。

五、输出波形对负载有何影响  

  • 一般负载分为三大类,及电阻性负载(如灯泡)、电容性负载(如交换式电源供应器)及电感性负载(如传动马达)。对正弦波而言,此三类负载均可使用。方波、阶梯波仅可用于电阻性及电容性负载,因感性负载的反电动势是阶梯波的致命伤,而电容性负载则需要较高的峰值电压来驱动,方波、阶梯波的产品恰好有高峰值的特性,但因阶梯波有谐波成份,对某些仪器而言会因为谐波干扰而产生读值错误或误动作。


  • 感性、容性负载等非线性负载启动都有冲击电流,电脑等整流性负载即使是在正常运行时,其峰值因数也有2~3,即电流的峰值为其有效值的2~3倍,因此在选用UPS时应考虑到这一特性,应给UPS留一定的余量。对于某些功率因数较低的感性负载如空调机等,因其启动电流相当大,可达其额定值的5~7倍,并且频繁启动,因此一般中小型UPS不适用,除非留有足够的余量。

六、如何正确选购UPS电源    

① 购买UPS时应考虑那些因素一台泰琪丰UPS电源至少可以使用3年以上。用户在挑选UPS电源时,根据自己的要求来确定挑选标准,选择最适合使用的UPS,而不是最便宜的或最高档的。一般来说应就负载设备处理资料的重要性、各种用电设备对电源质量的要求、安装与空间要求及其经济预算等因素综合考虑,同时也要考虑UPS的重要和体积大小合适。总的来说,用户应该考虑三个因素:即技术性能、服务保证和产品价格。

② 如何选购UPS

步骤1:先确认你需要何中类型的UPS电源

● 就中国目前的电力状况而言,泰琪丰UPS电源是一种必要的电源保护设备,不同的拥护对UPS类型的需求也是不同的,如:重要设备须选用性能优异,安全系数极高的在线式机种,在线式UPS功能完善,能抵抗来自电网上的各种侵害,如高压、尖峰、浪涌、杂讯干扰等等,输出纯净的电源,时刻保护拧的负载。

● 网络拥护除选用在线式外,亦可考虑线上互动式UPS。线上互动式UPS虽种类较多,品质良秀不齐,但像泰琪丰系列UPS电源,通过电源软件监测网络环境,管理网络电源,也是很适合网络使用的。

● 个人及家庭拥护可以考虑选用后备式机型,后备式UPS电源价格低廉,外姓轻巧,是个人电脑的理想伙伴,它在从市电切换到电池供电时的转换时间小于10毫秒,而PC机具有储存电能的电容,可忍受小于20毫秒的停电转换时间,所以不会影响PC机的正常使用。

步骤2:确定你所需要的UPS功率(VA)值

● 列出所有需保护的设备、别忘了显示器、主机、外挂硬盘等。

● 每一设备的电压及电流数据可在其背板上找到,把两者相乘即可获得(VA)伏安值。有些设备用瓦特(W)表明电能需要,将瓦特数乘以1.4即可获得大致的伏安数。

步骤3:确定负载设备所需的备用时间

● 断电时,负载设备只需进行存盘、关机操作、建议选择标准型UPS。

● 断电时,负载设备仍需进行长时间运转,应当选择长效型UPS。

步骤4:选择一个好品牌的UPS电源是非常重要的,原因是:● 好品牌的UPS电源(泰琪丰品牌),产品质量有保证;

● 售后服务周到、及时。一台UPS的使用寿至少有2年,所以最好选择能提供3年保修服务品牌。另外销售与维修服务网点覆盖面的大小也是购买时需要考虑的因素,这可以保证对产品的及时维护及维修。

● 好品牌UPS电源的厂商珍惜产品声誉,对用户的承诺而有信。

七、如何比较UPS的好坏

UPS电源作为保护性的电源设备,它的性能参数具有重要意义,应是我们选购时的考虑重点。硬件性能指标主要有:

■ 工作方式:在线、在线交互、后备

■ 输入电压范围:即保证UPS电源不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内,逆变器(负载)电流由市电提供,而不是电池提供。输入电压范围越宽,UPS电池放电的可能性越小,故电池的寿命就相对延长。

■ 输入频率范围:即UPS能自动跟踪市电、保持同步的频率范围。当切换旁路时,UPS能自动跟踪市电、保持同步可避免因输入输出相位差开甚至反相,引起逆变器模块电源和交流旁路电源间出现大的环流电源而损害UPS。

■ 输入功率因数:指UPS电源输入端的功率因数。输入功率因数越高,UPS电源所吸收的无功功率越小,因而对市电电网的干扰就越小。一般UPS电源只能达到0.9左右。

■ 输出功率因数:指UPS电源输出端的功率因数。如果有非计算机负载,越大则带载能力越强。一般UPS电源为0.8左右。

■ 过载能力:越大,表示逆变器能力越好。

■ 切换时间:由于计算机开关电源,在10ms的间隔时间能保证计算机的输出,因此一般要求UPS切换时间小于10ms,对于在线UPS电源切换时间为0。

■ 输出电压稳定度:指UPS输出电压的稳定程度。输出电压稳定程度越高,UPS输出电压的波动范围越小,也就是电压精度越高。大部分UPS的电压稳定度大于5%。

■ 输出电压失真度:即UPS电源输出波形中所含的谐波分量所占的比率。常见的波形失真有:削顶、毛刺、畸变等。失真度越小,对负载可能造成的干扰或破坏就越小。

■ 负载峰值因数:指UPS电源输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。一般峰值因数越高,UPS所能承受的负载冲击电流越大。

■ 三相不平衡能力:对于三进三出的UPS电源来说,若出现三相的每一相电流不一致,就会造成输出电压的不平衡。具有100%负载不平衡能力的UPS电源,表示该UPS电源允许一相输出带满载,而其他两相空载。

■ 冷启动功能:在无市电或不接市电的情况下,直接用电池组所提供的直流电压启动UPS电源的功能。

■ 旁路功能:指UPS电源超载或逆变器发生故障时,通过控制开关转换至市电供电,也就是旁路供电。

■ 接发电机功能:发电机的输出波形一般失真度较高,且频率波动范围很大。因此,UPS电源必须具有良好的跟踪发电机频率的性能,保持与发电机同步工作,并且保持质量较高的输出波形和稳定的输出电压。

■ 电池管理水平:由于电池在UPS电源整机成本所占比重较大,特别长延时UPS中更占1/3以上,而且电池故障在UPS电源故障率中也占70%以上。所以电池管理水平的高低直接关系到UPS的使用。

■ 整机效率:①效率低会造成UPS电源本身功耗大、易老化。②效率低还会造成电池供电时间变短。

■ 监控软件:软件性能指标主要分保护、监测和管理(控制)三个层次。总的来说,离线式UPS电源对负载的保护最差,在线互动式略优之,在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此用户在选购UPS时,应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同,而选取不同类型的UPS。建议用户在为UPS电源选配发电机时,选用知名ups电源品牌。

总结:以上的知识足够我们了解UPS电源的了,赶快去选购一台负载电源保护神UPS电源吧。

   

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