（一）UPS的概念
（二）不間斷電源UPS供電原理
（三）UPS電源的技術(shù)性能
（四）UPS供電方案設(shè)計(jì)
（五）網(wǎng)絡(luò)機(jī)房可選發(fā)電技術(shù)
（六）UPS供電范圍和容量估算

　　（一）UPS的概念
　　普通定義：UninterruptablePowerSupply
　　專家認(rèn)為：UPS應(yīng)該為UnintenuptablePowerSystem，即是一個(gè)高可靠、高性能、高度自動(dòng)化的供電中心。
　　UPS是UninterruptablePowerSupply的簡(jiǎn)稱，也就是不間斷電源。它的出現(xiàn)與最早應(yīng)用，是為某些重要部門電網(wǎng)掉電時(shí)的持續(xù)供電提供保障。但是，電子信息產(chǎn)業(yè)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)供電質(zhì)量不斷提出了更新更高的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在計(jì)算機(jī)故障中，有50一70%的原因是電源故障造成的。這些電源故障包括電網(wǎng)電壓過(guò)壓、欠壓、瞬時(shí)跌落、失壓和故障停電等由于電源環(huán)境、設(shè)備以及傳輸系統(tǒng)，乃至自然環(huán)境造成的各種干擾。在這些故障中，電網(wǎng)完全掉電僅占百分之幾，在大城市以及供電環(huán)境較好的地區(qū)，應(yīng)以幾次/年計(jì)，但是在有代表性的場(chǎng)所，計(jì)算機(jī)遭受的電網(wǎng)和傳輸系統(tǒng)的干擾，幅度在幾十伏的可達(dá)每日數(shù)次之多，所以UPS不再僅僅是為完全掉電提供后備電源的設(shè)備，而應(yīng)為各種電源問(wèn)題提供解決方案。
　　假設(shè)你是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理員或系統(tǒng)管理員，理解網(wǎng)絡(luò)不間斷并不難，然而很多情況下，沒(méi)有意識(shí)到的電源問(wèn)題可能會(huì)使你的系統(tǒng)出現(xiàn)各種無(wú)法解決的困難，甚至于崩潰。系統(tǒng)的可用性至關(guān)重要，而作為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行基礎(chǔ)的電源的可靠性自然成為首先考慮的問(wèn)題。同時(shí)，電源的智能監(jiān)控與管理在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代不可或缺。單純的提供不間斷供電已經(jīng)不能滿足要求。
　　專家認(rèn)為UPS可以改為UnintenuptablePowerSystem的簡(jiǎn)稱，也就是說(shuō)，UPS，特別是大中型UPS，它已經(jīng)不僅僅是一臺(tái)簡(jiǎn)單的不停電供電整機(jī)產(chǎn)品，隨著UPS技術(shù)的發(fā)展和成熟，它將成為一個(gè)中型的或者說(shuō)局部的高可靠、高性能、高度自動(dòng)化的供電申心。它的功能應(yīng)該包括我們傳統(tǒng)概念上的以下環(huán)節(jié)和內(nèi)容:
　　第一，主機(jī)運(yùn)行高效、高可靠，能在各種復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行，輸出能全面地高質(zhì)量地滿足各種負(fù)載的要求。
　　第二，有很強(qiáng)的可用性和可維護(hù)性，有高度智能化的自析功能狀態(tài)顯示、報(bào)警、狀態(tài)記錄和通訊功能，甚至有環(huán)境監(jiān)測(cè)功能。
　　第三，有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)功能，也就是說(shuō)，它不僅向直接由它供電的硬件設(shè)備提供可靠的保護(hù)，還應(yīng)該向它們所運(yùn)行的軟件提供保護(hù)，UPS可配置相應(yīng)的電源監(jiān)控軟件，SNMP(網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)管理器，有遠(yuǎn)程管理能力，用戶可執(zhí)行UPS與網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)之間的監(jiān)控。

　　（二）不間斷電源UPS供電原理
　　它由整流器、逆變器、交流靜態(tài)開(kāi)關(guān)和蓄電池組組成。平時(shí)，市電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷�，�?duì)蓄電池浮充電，同時(shí)經(jīng)逆變器輸出高質(zhì)量的交流純凈的電源供重要負(fù)載，使其不受市電的電壓、頻率、諧波干擾。當(dāng)市電因故停電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到蓄電池組，蓄電池放電，經(jīng)逆變器對(duì)重要設(shè)備供電。
　　UPS的不間斷特性，體現(xiàn)在其轉(zhuǎn)換時(shí)間工作程序上，當(dāng)市電與逆變器進(jìn)行切換時(shí)，其控制系統(tǒng)會(huì)適時(shí)地檢測(cè)市電的同步范圍，在市電不超限時(shí)，逆變器實(shí)現(xiàn)“先通后斷”的供電，從而保證了供電系統(tǒng)的“不間斷切換”。

　　（三）UPS電源的技術(shù)性能
　　UPS電源的技術(shù)性能隨使用要求的不同而不同，主要技術(shù)性能包括以下幾個(gè)方面。
　　1.在線式
　　特點(diǎn):
　　• 雙逆變器
　　• 輸出電性能指標(biāo)高
　　• 輸入端AC-DC變換器是整流電路，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾公害
　　• 兩個(gè)變換器始終在100%負(fù)載功率下工作，整機(jī)效率低，輸出能力有局限，可靠性一般
　　• 市電－電池轉(zhuǎn)換時(shí)，輸出電壓沒(méi)有切換時(shí)間
　　功能說(shuō)明
　　• 市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)AC-DC和DC一AC兩次變換后向負(fù)載供電
　　• DC一AC隨時(shí)在監(jiān)測(cè)并參與對(duì)輸出電壓的調(diào)整，是在線式工作
　　• 市電掉電后，電池通過(guò)DC一AC逆變器向負(fù)載繼續(xù)供電
　　• 當(dāng)負(fù)載過(guò)載或逆變器故障時(shí)，市電轉(zhuǎn)旁路維持向負(fù)載供電
　　在線式原理
　　除了基本供電電路為電池逆變器電路外，基本原理圖與后備式相同。無(wú)論交流輸入電源是否正常，均通過(guò)逆變器電路提供電源輸出。交流輸入電源中斷時(shí)不需要切換，不存在轉(zhuǎn)為電池供電的切換時(shí)間。在電池逆變器出現(xiàn)故障或者逆變器內(nèi)部失靈時(shí)，都需要切換為旁路供電。由于在正常工作情況下，整流器和逆變器都要消耗一定的功率，因此這種類型UPS的效率要比后備式低。無(wú)論是在線還是電池供電，在線式UPS的電源輸出來(lái)自于逆變器，可以提供近乎理想化的電源，頻率和電壓的穩(wěn)定性優(yōu)于其它類型。
　　
　　圖中電路各環(huán)節(jié)功能如下：
　　整流器：該整流器為AC-DC單向變換，當(dāng)市電存在時(shí);它完成對(duì)電池的充電，并通過(guò)逆變器向負(fù)載供電。
　　逆變器：該逆變器為DC-AC單向逆變，當(dāng)市電存在時(shí)，它從整流器取得功率后再送到輸出端，并保證向負(fù)載提供高質(zhì)量的電源，當(dāng)市電掉電時(shí)，由電池通過(guò)逆變器向負(fù)載供電旁路開(kāi)關(guān)：平時(shí)處在斷電狀態(tài)，當(dāng)主電路發(fā)生故障，或者當(dāng)負(fù)載有沖擊性（例如啟動(dòng)負(fù)載時(shí))時(shí)，逆變器停止輸出，旁路開(kāi)關(guān)接通，由電網(wǎng)直接向負(fù)載供電，旁路開(kāi)關(guān)多為智能型的功率容量很強(qiáng)的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。
　　雙逆變?cè)诰�式UPS的性能特點(diǎn)如下：
　　因?yàn)椴还苁须娪袩o(wú)，負(fù)載的全部功率都由逆變器輸出，所以可以向負(fù)載提供高質(zhì)量的電源，例如輸出電壓穩(wěn)定精度、頻率穩(wěn)定度、輸出電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)、波形失真度等指標(biāo)，都是比較高的市電掉電時(shí)，輸出電壓不受任何影響，沒(méi)有轉(zhuǎn)換時(shí)間，因?yàn)闊o(wú)論市電有無(wú)，全部負(fù)載功率都由逆變器供出，UPS的功率余量有限，輸出能力不理想，所以對(duì)負(fù)載提出限制條件，例如輸出電流峰值系數(shù)(一般只達(dá)到3:1)、過(guò)載能力：輸出功率因數(shù)一般為0.8。整流電路對(duì)電網(wǎng)形成電流諧波干擾，輸出功率因數(shù)低，諧波電流成份在30%左右，而輸入功率因數(shù)只有0.8左右，在市電存在時(shí)，由于兩個(gè)逆變器都承擔(dān)100%的負(fù)載功率，所以整機(jī)效率低，80KVA以下的UPS為80%左右，80KVA的可達(dá)85－90%，100KVA以下的可達(dá)90-92%。
　　所以在線式能夠確保輸出高可靠性、高質(zhì)量電源。在DSP數(shù)字控制技術(shù)、數(shù)字并聯(lián)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)、電池管理技術(shù)、電源保護(hù)技術(shù)等方面技術(shù)先進(jìn)，性能可靠。
　　2.高效數(shù)字功率器件PIGBT技術(shù)
　　采用先進(jìn)的高效數(shù)字功率器件PIGBT作為逆變功率器件，其性能及可靠性高于上一代的功率器件IGBT，提高了逆變器的可靠性和處理速度，其逆變效率高達(dá)98%～99%，熱功耗極低。諧波分量小于1.5%，使輸出波形更好，對(duì)負(fù)載或接地系統(tǒng)等不會(huì)造成干擾。
　　3.DSP技術(shù)和SMD電氣集成模塊
　　采用數(shù)字控制技術(shù)取代傳統(tǒng)的模擬控制。DSP數(shù)據(jù)處理技術(shù)的處理速度是傳統(tǒng)微處理器的12倍，并使硬件線路更為簡(jiǎn)化、可靠性更高、瞬態(tài)反映能力更強(qiáng)。電路板采用仿真設(shè)計(jì)和表面安裝焊接技術(shù)，使整機(jī)散熱性好，可靠性更高。
　　4.電池保護(hù)功能
　　安全防護(hù)電池包括2、6、12V的通用型、深放電型、高比能型、快速充電型、循環(huán)耐久型等系列蓄電池產(chǎn)品。電池具有充放電的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、過(guò)流及限流保護(hù)功能，可防止用戶因電池過(guò)放電而造成電池永久性損害，防止過(guò)充電而造成電池壽命的減短；欠壓預(yù)警功能可及時(shí)通知用戶進(jìn)行相關(guān)處理，以免造成大的損失；控制系統(tǒng)可通過(guò)設(shè)置定期電池自檢功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障電池，避免系統(tǒng)故障造成的危害，并可實(shí)現(xiàn)在線更換電池。
　　5.靈活可靠的并聯(lián)技術(shù)
　　采用數(shù)字模塊式環(huán)路直接并聯(lián)技術(shù)，能夠有效的抑制并機(jī)中的環(huán)流，可以在UPS不斷電的情況下實(shí)現(xiàn)并機(jī)擴(kuò)容或維修，可以實(shí)現(xiàn)不同功率的UPS直接并聯(lián)。
　　6.通信及監(jiān)控功能
　　較強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能是指UPS可以采用于接點(diǎn)、JBUS或SITEMONITOR軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及模擬控制或集中遙測(cè)遙控�？梢岳�用Intranet、Internet來(lái)監(jiān)控UPS，每個(gè)UPS在網(wǎng)絡(luò)中有自己的IP地址，可以通過(guò)WEB測(cè)覽器來(lái)監(jiān)控，采用的協(xié)議可以是TCP/IP、SNMP、HTTP和JAVA。
　　7.高可靠性
　　UPS單機(jī)平均無(wú)故障時(shí)間都在MTBF>35萬(wàn)h，并獲得ISO9001國(guó)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)證書(shū)，干擾標(biāo)準(zhǔn)等證書(shū)。
　　8.散熱系統(tǒng)
　　機(jī)房UPS是最大的噪聲源，采用冗余式智能風(fēng)扇調(diào)速散熱系統(tǒng)，則微處理器可以依據(jù)內(nèi)部溫度及輸出功率大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到降低噪聲、延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命及節(jié)省能源的目的。
　　9.控制和診斷監(jiān)控系統(tǒng)
　　智能化UPS應(yīng)具有專家系統(tǒng)故障診斷軟件。當(dāng)UPS某一部分出現(xiàn)異常后，該系統(tǒng)能迅速對(duì)故障進(jìn)行診斷、推理，判明故障部位，通過(guò)顯示器給操作者或維修工程師指示，判明故障性質(zhì)，以便快速修復(fù)。同時(shí)還可自動(dòng)記錄信息，生成信息檔案，便于用戶更好使用。
　　10.其他
　　除了上述功能外，還有主/從容錯(cuò)雙處理器并行控制技術(shù)、過(guò)載能力和抗短路保護(hù)功能、UPS的非線性帶載能力、多種啟動(dòng)方式、多種輸入/輸出模式、寬電壓輸入、可靠的旁路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、綠色環(huán)保、正面維修、雷電保護(hù)等，是針對(duì)不同產(chǎn)品所具有的不同功能。此外，大容量的UPS配12脈沖整流器，能夠進(jìn)一步降低輸入諧波分量；內(nèi)置輸出隔離變壓器，采用零線及火線均隔離的隔離技術(shù)，可以進(jìn)一步提高對(duì)負(fù)載的保護(hù)，有效地隔離零線的干擾，提高UPS系統(tǒng)的適應(yīng)性等，都是UPS產(chǎn)品近幾年來(lái)的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。