1 引言

　　計算機已在各行各業(yè)得到廣泛應用。作為直接關(guān)系到計算機軟硬件能否安全運行的一個(gè)重要因素——電源質(zhì)量的可靠性應當成為中小企業(yè)首要考慮的問(wèn)題。伴隨著(zhù)計算機的誕生而出現的UPS(Uninterrupted Power Supply)現已被廣大計算機用戶(hù)所接受。UPS主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò )系統或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。目前，UPS正在被廣泛地應用于計算機、交通、銀行、證券、通信、醫療、工業(yè)控制等行業(yè)。

　　不少電氣工程人員在配置電源時(shí)，往往比較注重不間斷電源(UPS)主機的性能，忽視了對UPS配套蓄電池的選擇。不恰當的配套蓄電池選擇往往會(huì )造成UPS后備時(shí)間不足、電池不能放電等事故，嚴重影響UPS的質(zhì)量。

　　2 UPS的工作原理及種類(lèi)

　　2.1、UPS的工作原理

　　UPS電源一般是由常用電源和備用電源通過(guò)轉換開(kāi)關(guān)組合而成，它們之間由邏輯電路進(jìn)行控制，以保證在電網(wǎng)正�；蛲ｋ姞顟B(tài)下，整個(gè)系統都能可靠地工作。當市電正常時(shí)，UPS相當于一臺交流穩壓電源，它將市電穩壓后再供給計算機，與此同時(shí)，它還向UPS內蓄電池充電。當市電突然中斷時(shí)，UPS立刻轉

　圖1　UPS原理圖

　　2.2、UPS的種類(lèi)

　　UPS的分類(lèi)方法多種多樣，按功率大小可以分為大中小三種功率容量；按輸出波形可以分為方波、梯形波或者正弦波；按輸入輸出方式可以分為單相入單相出、三相入單相出或三相入三相出；按工作原理還可以分為動(dòng)態(tài)UPS和靜態(tài)UPS兩大類(lèi)。動(dòng)態(tài)不間斷電源是依靠慣性飛輪存儲的動(dòng)能來(lái)維持負載電能供應的連續性的，這種不間斷電源具有笨重、噪聲大、效率低、切換時(shí)間長(cháng)等缺點(diǎn)，已被靜態(tài)不間斷電源所取代。靜態(tài)UPS以蓄電池組為儲能工具，市電正常時(shí)交流市電經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姴�將電能存儲在蓄電池組中，當市電中斷時(shí)再由逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉變?yōu)榻涣麟妬?lái)維持向負載供電。根據工作方式的不同，靜態(tài)UPS又可分為后備式UPS、在線(xiàn)式UPS、在線(xiàn)互動(dòng)式UPS和Delta變換型UPS四種類(lèi)型，下面分別加以介紹。

　　1.后備式UPS

　　后備式UPS主要由充電器、蓄電池、逆變器和變壓器抽頭調壓式穩壓電源四部分組成。后備式UPS的工作原理如圖2所示。后備式UPS具有電路簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是其輸出電壓穩定精度差，市電掉電時(shí)負載供電有一段時(shí)間的中斷。另外受切換電流和動(dòng)作時(shí)間的限制，輸出功率一般較小，一般后備式正弦波輸出UPS，容量在2kVA以下，后備式方波輸出UPS容量在lkvA以下。

圖2　 后備式UPS原理圖

　　2.在線(xiàn)互動(dòng)式UPS

　　在線(xiàn)互動(dòng)式UPS，與在線(xiàn)式UPS相比，它省去了整流器和充電器，而由一個(gè)身兼二職的逆變器/充電器模塊配以蓄電池組構成，其原理框圖如圖3所示。

圖3　在線(xiàn)互動(dòng)式UPS原理圖

　　在線(xiàn)互動(dòng)式UPS具有效率高(可達98%以上)、結構簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是它大部分時(shí)間由市電直接給負載供電，輸出電壓質(zhì)量差，市電掉電時(shí)交流旁路開(kāi)關(guān)存在斷開(kāi)時(shí)間，導致UPS輸出存在一定時(shí)間的電能中斷。

　　3.Delta變換型UPS

　　Delta變換型UPS又稱(chēng)串并聯(lián)UPS，它主要由低通濾波器、Delta變換器和主變換器構成，其原理框圖如圖4所示。

圖4　 Delta變換型UPS原理圖

　　Delta變換型UPS的優(yōu)點(diǎn)是：①、負載電壓由主變換器的輸出電壓決定，輸出電能質(zhì)量好。②、主變換器和Delta變換器只對輸出電壓的差值進(jìn)行調整和補償，它們承擔的最大功率僅為輸出功率的20%(相當于輸入市電電壓的變化范圍)，所以整機效率高，功率余量大，系統抗過(guò)載能力強。③、輸入功率因數高，可達99%，輸入諧波電流小。但是Delta變換型UPS主電路和控制電路相對復雜，可靠性差。

　　4.在線(xiàn)式UPS

　　在線(xiàn)式UPS又稱(chēng)串聯(lián)調整式UPS，目前絕大多數大中型UPS都是在線(xiàn)式的。在線(xiàn)式UPS一般由整流器、充電器、蓄電池組和逆變器等部分組成，其原理框圖如圖5所示。

圖5　　在線(xiàn)式UPS原理圖

　　在線(xiàn)式UPS的特點(diǎn)是：①、不論市電正常與否，負載都由逆變器供電，所以當市電發(fā)生故障的瞬間，UPS的輸出電壓不會(huì )產(chǎn)生任何間斷。②、由于UPS逆變器采用高頻SPWM調制和輸出波形的反饋控制，可以向負載提供電壓穩定度高、波形畸變小、頻率穩定以及動(dòng)態(tài)響應速度快的高質(zhì)量的電能。③、全部負載功率都由逆變器提供，輸出能力受限制。④、整流器和逆變器都承擔全部負載功率，整機效率比較低。