不间断电源(UPS)由储能装置(电池组)、逆变器和控制电路组成,一端连接市电电网,另一端连接用电负载。在电网电压正常的情况下,不间断电源利用电网电源为自身充电;电网出现异常时,不间断电源将存储于电池中的电能通过逆变器转换的方法向负载继续供应220V变流电,使负载维持正常工作并保护软、硬件不受损坏和。UPS设备通常对电压过高和电压太低都提供保护。
UPS不间断电源现在已广泛应用于矿山、航天、工业、通信、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备等领域。
UPS的分类及工作原理如下:
UPS按工作原理可分为后备式、在线式和在线互动式三类。
后备式UPS——有市电时,市电通过旁路开关后直接供给负载,逆变器不工作;另外,市电通过充电器给电池充电。市电停电后,电池储存的能量通过逆变器给负载供电。功率等级为0.25~2kV•A。后备式UPS也被称为离线式UPS。
它的特点:
•单变换器
•输出电性能指标一般,输出为方波,未整形,但能满足普通负载要求
•可靠性一般
•主要用在小功率,小于500W的UPS领域,如家用計算机
•不适宜对电网质量要求较高的负载,如工业场所
它的功能:
•市电正常时,UPS逆变器不工作,市电通过智能调压直接向负载供电,同时市电通过充电器给电池充电
•市电停电后,电池通过逆变器向负载供电
•市电——电池转换时,输出电压存在转换时间,一般为10ms
后备式UPS存在约10ms的开关切换时间,而计算机本身的电源供应器在断电时应可维持10ms左右,所以个人计算机系统一般不会因为这个切换时间而出现问题。
后备式UPS具备自动稳压、断电保护等基础也是重要的功能,逆变输出的交流电是方波而非正弦波,但由于结构简单、价格便宜、可靠性高等优点,主要应用于微型计算机、外设、POS机等领域,使用户时间备份数据,并尽快结束手头工作。
在线式UPS——电网电压正常时,通过整流器和逆变器给负载供电,同时给储能电池充电;突发停电时,储能电池通过逆变器给负载供电。这种UPS的逆变器一直处于工作状态,因此不存在切换时间问题。
在线式UP在市电供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰,在停电时则由直流电源给逆变器供电。
只有当UPS发生故障、过载或过热时才会转为由旁路交流输入给负载供电。它的一大优点是供电的持续时间长,一般为几个小时,也有达到十几小时的,可以让用户在停电的情况下像平常一样工作。在线式UPS适用于交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业的服务器及其配套设备,因为这些领域的计算机一般不允许出现停电现象。
在线互动式UPS——是一种智能化的UPS,所谓在线互动式,就是指输入市电正常时,UPS的逆变器处于反向工作状态给电池组充电;在市电异常时,逆变器立刻转为逆变工作状态,将电池组电能转换为交流电输出,因此,在线互动式UPS也有不大于4ms的转换时间。功率等级0.7~1500KV•A左右。
在线互动式UPS集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点,具有滤波功能,抗干扰能力强,逆变器输出电压波形较好,一般为正弦波;具有较强的软件功能,可以通过数据接口进行数据通信,实施UPS远程控制和智能化管理。管理员可以对电源质量、UPS工作温度、线路频率、UPS输出电压、大和小线路功率、电池功率强度、线路电压和UPS负荷等进行管理,广泛用于服务器、路由器等网络设备,或者用在电力环境较恶劣的地区。