不间断电源UPS工作原理及应用

不间断电源（UPS)知识

何谓不断电系统(UPS)?

不断电系统的英文名称是Uninterruptible Power Supply取其英文字缩写即为"UPS"。所以不断电系统依其字面的意义，就是当电源中断或异常时能够不间断提供电力以维持计算机正常运作的设备。

为何需要不断电系统(UPS)?

不稳定的电源质量均足以影响计算机的正常运作。而不断电系统，不仅在输入电源中断时可立即供应电力，在电源输入平时，也可对质量不良的电源进行稳压、滤除噪声、防雷击等功能以提供使用者稳定纯净的电源。所以，拥有不断电系统就像为计算机设备购买了保险一样，有备无患。

不断电系统(UPS)种类有那些?

按照不同的标准有不同的划分方法，如按UPS工作性质可分为以下几种：离线式(OFF LINE) ,在线式(ON LINE),在线互动式式(LINE INTERACTIVE)和串并联工作模式。

何谓离线式不断电系统(Off-Line UPS)?

如下离线式系统方块图，平常市电走旁边的一条直通路径(直接供电给负载。只有停电或市电异常时，才由电池提供电力。经逆变器转换为交流电源提供给负载电力。特色:

1. 市电正常时，UPS对市电几无处理而直接输出至负载，对市电噪声、突波衰减能力差。

2. 具转换时间，保护性最低。

3.结构简单、体积小、重量轻、控制容易、低成本特性。

何谓在线式不断电系统(On-Line UPS)?

在线式UPS平常由逆变器输出给负载电力，只有UPS故障、过载或过热时才会转为旁路输出给负载。特色:

1.输出至负载之电力经UPS处理，输出电源质量最高

2.无转换时间

3.结构复杂，成本较高

4.保护性最高，对市电噪声、突波衰减能力最佳

何谓在线互动式不断电系统(Line-Interactive UPS)?

互动式UPS平常由旁路经变压器输出给负载，逆变器此时做为充电器。当断电时逆变器则将电池能量转为交流电输出给负载。特色:

1.具双向性转换器设计，UPS电池回充时间较短

2.具转换时间

3.控制结构复杂，成本较高

4.保护性介于在线式与离线式UPS之间，对市电噪声，突波衰减能力差

如何选购适当的不断电系统(UPS)?

1.UPS的质量最重要是有良好的稳定度及可靠的特性

2.在各地有及时的销售与维修服务

3.具最优秀的研发工程人员,具产品创新开发能力

4.产品具备效率高，噪音低等优异特性

5.厂商声誉较佳,及财务结构健全者

6.产品经过国外检验机构认证合格等

7.工厂经过检验机构认证合格如ISO9001,ISO9002

我住的地方很少停电，我需要拥有不断电系统(UPS)吗?

据统计，电力问题中停电只占一小部分,不易察觉的电力问题，例如电压过高、电压过低、突波等才是电力问题之大宗。UPS设计目的就是在提供顾客极重要之负载的全面性电源保护。包括稳压、防止突波损害、避免高频干扰、防止任何型式之电源供应中断或浮动等，以及可以提供没有限制的长延时供电。

不断电系统(UPS)供电时间多长才适当?

UPS最大的目的是当电力异常时能提供适当的备用电源给负载设备使用。因此UPS备用时间应足以让使用者面对电力异常时有足够的反应措施执行时间。一般而言5-10分钟的备用时间已足够。此外，若需较长的备用时间,则可考虑购买能够加挂电池箱的UPS 机种(即长延时机种UPS)。

不断电系统(UPS)的容量如何计算?

目前市面所贩卖的不断电系统(UPS)多以VA为产品的容量单位。V是电压，A是电流，V*A就等于功率，也就是不断电系统的容量。举例来说，一部425VA的不断电系统若其输出电压为110V，则其产品可供应之最大电流为3.86，超过此电流就表示超载(Overload)。另一种表示功率的方法是W，W表示实功，VA表示虚功。两者之间的差别就是功率因子。功率因子之多寡并无标准，一般为0.6到0.8，若为0.5则产品设计不佳，在选购不断电系统时，应考虑此数字。

如何延长不断电系统(UPS)的供电时间?

延长不断电系统的供电时间有两种方法：

1. 加挂电池箱：优点是可依所需供电时间加挂数组电池箱，但须注意是此种方法会造成电池充电时间相对增加，另外也会增加维护设备、产品体积与成本，故需好好评估。

2. 选购容量较大的不断电系统：此方法不仅可减少维修成本，若遇到负载设备扩充，较大容量的不断电系统仍可立即运作。

何谓SNMP ?

SNMP就是简易网络管理协议(Simple Network Management Protocol)的英文缩写。其意义就是让计算机暨外围设备能够不透过计算机而直接接上网络，并让网络系统加以管理。高阶UPS通常具有可选购的SNMP 网络管理接口，可让该UPS容易的连上网络。

何谓IGBT ?

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的英文缩写。IGBT是一种功率晶体，运用此种晶体设计之UPS可有效提升产品效能，使电源质量好、效率高、热损耗少、噪音低、体积小与产品寿命长等多种优点

何谓隔离变压器?

仪器设备与一般UPS搭配使用时，常因电气特性之零地电压原因，而造成仪器设备干扰或误动作等问题。为避免此种状况之产生，某些高阶UPS即针对此问题，设计出具隔离变压器设计之UPS，经特殊设计配合，即可使输出的零地电压小于1伏而避免上述问题发生，除此之外，更具有噪声滤除等功能。

何谓Boost和Buck ?

Boost是升压，Buck是降压。当市电电压过低或过高时，稳压器将过低或过高之电压调升或调降至所需要(或规格所订)之范围，以使UPS或设备可达到运作之目的。

何谓AVR ?

AVR是Automatic Voltage Regulation的英文缩写。AVR是电压自动调整的意思，即UPS针对输入的电压透过内部输出变压器的线圈匝数调整或电力电子组件处理，达到UPS拥有宽广的市电输入范围与稳定的输出电压特性。

何谓功率因素(Power Factor) ?

功率因素是：实际消耗的功率与电力供给容量之比值。所以功率因素越高，电力在传输过程中即可减少无谓的损失并提高电力的利用率。

不间断系统的功率如何计算？前市面上销售的不断电系统大都以VA(视在功率)为单位，V表示电压，A表示电流，电压乘以电流就表示功率，也就是不断电系统的容量；以一部500VA的不断电系统来说明，当其输出电压为110V时，其可供应电流4.55A，当您的负载所需求的电流值超过4.55A时，就表示超载了。

另一个表示功率的单位是W，W表示的是实功，与VA之间有一个功率因子的差别，Ｗ＝ＶＡX cｏｓθ，这个cｏｓθ就是功率因子，功率因子到底多少，各家产品不同，有的是0.6，有的是0.8，目前大部份的市售产品都定在0.7。

将各个负载的额定容量累加求出总容量，并对瞬间启动耗电量大的负载如列表机，需另以瞬间启动时的耗电量计算，避免所有设备同时启动造成超载情形时，一旦市电中断则UPS亦无法持续供电。

负载总耗电量(VA值与W值)不得大于UPS输出端功率(VA值与W值)，否则就是超载。一旦市电异常或中断，UPS无法正常运作，亦造成负载面临断电危机，此乃一般用户最容易疏忽的问题。

不间断设备应用与何种设备？不断电系统，一般均应用于保护重要设备，例如：计算机设备，精密仪器，医疗仪器等，由于UPS研发设计以计算机为主，并非所有负载均适用，尤其是电感性负载，像电风扇、冷气机