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UPS电源知识

时间:2022-05-21点击次数:74信息来源:

UPS的中文翻译为“ups电源”,是英语“Uninterruptible Power Supply”的简称,它可以确保计算机软件在断电以后再次工作中一段时间以使客户可以应急存盘,使您不至于因断电而影响到工作中或遗失数据信息。它在计算机软件和网络技术应用中,关键具有两个作用:一是紧急应用,避免忽然停电而影响到正常的工作中,给电子计算机导致危害;二是清除市电上的浪涌保护、一瞬间高电压、瞬间低电压、电缆线噪音和频率偏位等“开关电源环境污染”,改进开关电源品质,为计算机软件给予优质的开关电源。

从基础运用基本原理上讲,UPS是一种带有储能技术设备,以逆变器为首要元器件,稳压管稳频输出的开关电源维护机器设备。关键由整流器、电瓶、逆变器和静态数据电源开关等几部份构成。

1)整流器:整流器是一个整流器设备,简易的说是将沟通交流(AC)转换为直流电(DC)的设备。它有两个关键作用:*,将交流电流(AC)变为直流电源(DC),经过滤后提供负载,或是提供逆变器;第二,给电瓶给予电池充电电压。因而,它另外又具有一个充电头的功效;

2)电瓶:蓄电池是UPS用于做为存储电力的设备,它由多个电池串联而成,其容积尺寸确定了其保持充放电(供电)的时间。其具体功用是:1当市电正常的时,将电磁能转化成机械能存储在充电电池内部结构。2当市电常见故障时,将机械能转化成电磁能给予给逆变器或负载;

3)逆变器:简单的讲,逆变器是一种将直流电源(DC)转换为交流电流(AC)的设备。它由逆变电源桥、操纵思维和低通滤波器构成;

4)静态数据电源开关:静态数据电源开关又被称为静止不动电源开关,它是一种无触点开关,是用2个晶闸管(SCR)反方向并接构成的一种沟通交流电源开关,其合闭和断掉由程序控制器操纵。分成变换型和并型号二种。变换型电源开关主要运用于双路开关电源供电的系统软件,其功效是完成从一路到另一路的全自动转换;并型号电源开关主要运用于并接逆变器与市电或几台逆变器。

现阶段,流行的UPS生产商有APC、山特级,都给予各种各样档次的UPS达到不一样消费群的必须。

一 种类

(一)UPS开关电源按其原理可分成后备式、线上式及其线上互动型三种。

1 后备式UPS:平常处在电瓶充电情况,在断电时逆变器应急转换到运行状态,将充电电池给予的直流电源转换为平稳的交流电流输出,因而后备式UPS也称之为线下式UPS。后备式UPS开关电源的特点是:运作高效率、噪音低、价钱比较划算,关键适用市电起伏并不大,对供电品质标准较低的场所,比较合适家中应用。殊不知这类UPS存有一个转换时间问题,因而不适宜用在至关重要的供电不可以终断的场地。但是事实上这一转换时间很短,一般处于2至10ms,而计算机本身的包交换电源供应器在关闭电源时要可保持10ms上下,因此本人计算机软件一般并不会由于这一转换时间而产生问题。后备式UPS一般只有不断供电数分钟到几十分钟,主要是让您有时间备份资料,并尽早完毕手头上工作中,其价钱也较低。对并不是太重要的电脑应用,例如本人个人用户,就能配小输出功率的后备式UPS。


2线上式UPS:这类UPS一直使其逆变器处在运行状态,它较先根据电源电路将外界交流电流转换为直流电源,再根据优质的逆变器将交流电转化为优质的正弦波形交流电流输出给电子计算机。线上式UPS在供电情况下的首要功用是稳压管及避免电磁波影响;在断电的时候应用预留直流稳压电源(电瓶组)给逆变器供电。因为逆变器一直在工作中,因而不会有转换时间问题,适用对开关电源有严格规范的场所。线上式UPS有别于后备式的一大特点是供电不断长,一般为几小时,也是有大到十几个钟头的,它的首要功用是可以让您在断电的状况可像平时一样工作中,显而易见,因为其作用的独特,价钱也显著要贵一大截。这类线上式UPS较为适用电子计算机、交通出行、金融机构、证劵、通讯、诊疗、工业控制系统等领域,由于这种方面的计算机一般不允许发生断电状况。


3线上交互式UPS:这也是一种智能化系统的UPS,所说线上交互式UPS,就是指在键入市电正常的时,UPS的逆变器处在反方向工作中(即整流器运行状态),给电池电池充电;在市电出现异常时逆变器马上变为逆变电源运行状态,将锂电池组电磁能转化为交流电流输出,因而线上交互式UPS也是有变换时间。同后备式UPS对比,线上交互式UPS的保障作用较强,逆变器输出电压波型不错,一般为正弦波形,而其较大的的特点是具备很强的系统作用,可以便捷地网上,开展UPS的远程监控和智能管理方法。可全自动探测外界键入电压是不是处在正常的范围内,若有误差可由稳压电源电路变压或降血压,给予稳定的正弦波形输出电压。并且它与电子计算机中间可以根据api接口(如RS-232串口通信)开展数据通信,根据监控软件,客户可立即从电脑显示屏上监控电源及UPS情况,简单化、便于管理工作中,并可提升计算机软件的稳定性。这类UPS集中化了后备式UPS高效率和线上式UPS供电品质高的优势,但其稳频特点能并不是十分理想化,不适合做常延迟的UPS开关电源。


表一


表二


(二)UPS从构造上一般分成直流电UPS(DC-UPS)和沟通交流UPS(AC-UPS)两类。

1 直流电UPS直流ups电源由2个基本上模块构成。分别是整流器、电瓶。其工作原理构造程序框图如下所示:


其运行环节是:当市电正常的时,电流量根据整流器向负载供电,与此同时整流器给电瓶充电。电流量途径是1路市电——整流器——负载,2路路市电——整流器——电瓶。当市电常见故障或整流器故障时,根据控制回路全自动转换使电瓶为负载供电,电流流向为蓄电池——负载。

2沟通交流UPS开关电源由三个基本上模块构成。分别是整流器、电瓶和逆变器。其工作原理构造程序框图如下所示:


其运行环节是:当市电正常的时,电流量根据整流器、逆变器向负载供电,与此同时整流器给电瓶充电。电流量途径是1路:市电——整流器——逆变器——负载,2路:市电——整流器——电瓶。当市电常见故障或整流器故障时,根据控制回路全自动转换使充电电池为负载供电,电流流向为电瓶——逆变器——负载。

(三)从预留时间分,UPS分成基本型和高效型二种。

一般来说,基本型机内含有锂电池组,在断电后可以保持较短期的供电(一般不超过25分钟);高效型机内不带电池,但提升了充电头,客户可以按照自己必须连接多个充电电池以增加供电时间,生产商在设计的时候会增加充电头容积或改装并接的充电头。

除此之外,UPS的种类也有其它一些简易的归类,例如从构成基本原理分成转动型UPS和静止不动型UPS;从主要用途分成商业服务用UPS和工业级UPS;从输出电压的相数分成单相电UPS和三相UPS;从容积分成大空间UPS(超过100KVA)、中容积UPS(10-100 KVA)和小容量UPS(低于10 KVA)。

二 UPS的容积

UPS的短路容量就是指UPS的较高功率(电压V和电流量A的相乘)。

通常市面上所出售的UPS开关电源,容积较小的以“W”(泰利斯)为企业来标志;超出1千瓦时,用“VA”(伏安特性曲线)标志,“W”与“VA”值是有差异的。这就需要人们务必差别详细情况来挑选UPS。一般来讲,1KW之内的小容积UPS一般都用“W”表明容积,容量在1KVA~500KVA的 UPS 都用VA而不是W来表明容积。

实际上,“W”一直不大于“VA”。他们中间的转换关联可以用如下所示计算公式出去: W = VA×功率因素。功率因数在0~1中间,它表明了负载电流量做的有用功(W)的百分数。仅有电热水器或灯泡等的功率因素为1。针对别的机器设备而言,有一部分负载没有做功。这一部分电流量是谐波电流或电感电流量,它是负载特点导致的。因为有这一部分电流量,因此“ VA”值比“W”值大,在功率因素为1时,“W”和“VA”值同样。

那麽在大家为电子计算机等机器设备选装UPS开关电源时,如何挑选适宜的UPS容积?若选用不合理,通常会产生下列这两种状况,一是容积过小,即所说小马拉大车,很可能会导致机器设备的毁坏;另一种情形是容积过大,导致资产的消耗。因而,恰当地挑选UPS的容积对网络安全管理工作人员而言是一件至关重要的事儿。

一般来讲,UPS在容积挑选应考虑到下列要素:

1、具体负载状况:P=∑Pi/f

即具体全部负载的总数∑Pi,再除于功率因素f,f=0.6~0.8,就可以获得具体负载容积P。

2、预埋扩充:

充分考虑市场拓展的很有可能,在没有很多增加项目投资状况下,提升UPS输出容积,这可利用2种方式完成:

A:挑选可以建立当场扩充的UPS商品,如目前市场上售卖的模块化设计UPS商品。

B:提早选购大空间UPS,但需提早资金投入很多的资产。

三UPS 输出电压

UPS输出电压就是指市电通过UPS整形美容、过滤、稳压管等一系列对策后导出的供电脑等负载机器设备运用的电压。这类电压一般都比市电电压整洁,没有残渣信号。通常UPS的输出沟通交流电压应当平稳在220V,不可以有太多误差。

四 输出电压频率

一般电力网规范频率是50Hz(HZ)或是60Hz(HZ),UPS容许市电频率有一定的变动范畴,在这个区域内,UPS同歩追踪市电频率,超过则以远程服务器频率输出。这一具体输出的频率便是输出电压频率。

五 UPS的键入电压范畴

UPS的键入电压范畴,即UPS容许市电电压的变动范畴,也就是确保UPS不转到充电电池逆变电源供电的市电电压范畴。范围越大表明UPS适应能力越好。一般UPS的键入电压范畴应当在160V~270V中间或更宽。

在正常情况下的键入电压范畴内,逆变器(负载)电流量由市电给予,而不是充电电池给予。键入电压范畴越宽,UPS电池充放电的概率越小,故充电电池的使用寿命就比较增加。由于本地的电压起伏状况可以直接危害UPS的运作,尤其是有一些地域电力网较为极端,大白天和晚间的电压相距非常大。假如UPS 要24钟头工作中,在如此大的变动范畴里,UPS能不能工作中尤为重要。如不可以工作中,仅有转充电电池,那样一则充电电池并没用以真真正正的关闭电源,二则经常转充电电池会影响到蓄电池的使用寿命。假如该UPS的转充电电池设备为汽车继电器,则对继电器的毁坏非常比较严重,大大增加了UPS的设备故障率。

当UPS开关电源以市电供电方法工作中环节中,假如键入交流电的电压高过键入电压限制和小于键入电压较低值时,UPS将断掉键入交流电,而转换到充电电池供电方法。启动键入电压范畴和键入电压范畴,体现了UPS开关电源对电力网电压转变的适应力,启动键入电压范畴和键入电压范畴越宽表明设备对电力网电压的起伏转变适应力越强。

六 UPS键入电压频率

UPS键入电压频率,即UPS能全自动追踪市电、维持同歩的工作频率范畴。一般电力网规范频率是50Hz(HZ)或是是60Hz(HZ),UPS容许市电频率有一定的变动范畴,亦即键入电压频率范畴,这一标值可震荡范畴通常在正负极百分之二左右,在这个区域内,UPS同歩追踪市电频率,超过则以远程服务器频率键入。

七 UPS的转变时间

UPS的转变时间就是指UPS从市电转换到电池状态或从电池状态切换到市电所需求的时间。通常UPS的转变时间不可以超过10ms(ms)。

UPS的转变时间指标值希望是越低越好,但有一些负载负载可以承担短期内的变换,UPS如选用汽车继电器则存有4~10ms的转变时间,对选用开关元件则小一些,关键是看该UPS选用什么技术性。通常大家觉得后备式与线上互动型有变换时间,线上式UPS则不会有变换时间,即零变换时间。

针对家中本人应用或SOHO中小型办公室运用而言,提议选购具备变换时间的后备式UPS(不必超过10ms),较为合适;而针对交通出行、金融机构、证劵或大型企业等关键型工作中,则提议选购零变换时间的线上式UPS。

八 UPS电池

UPS(ups电源)往往可以在关闭电源后,再次为电子计算机等机器设备供电,便是因为它的里边有一种存储电力的设备在起功效,这类储能技术的设备便是UPS电池。其具体功用是:1当市电正常的时,将电磁能转化成机械能存储在充电电池内部结构。2当市电常见故障时,将机械能转化成电磁能给予给逆变器或负载。

UPS电池的好坏立即影响到全部UPS系统软件的靠谱水平,殊不知电瓶却又是全部UPS系统软件中均值没有问题时间(MTBF)较少的一种元器件。假如客户可以恰当应用和维护保养,就能增加其使用期限,相反其使用期限会明显减少,电瓶的类型一般作用力铅酸蓄电池、铅酸电池免维护蓄电池及镍镉电池等,如下所示表所显示。


充分考虑负载标准、应用自然环境、使用期限及费用等要素,一般挑选铅酸电池免维护蓄电池。客户千万别因贪便宜而采用伪劣充电电池,由于那样做会影响到所有体系的稳定性,并很有可能因而导致较大的损害。

九UPS的标准预留时间

UPS的标准预留时间就是指市电关闭电源后UPS可以提供电子计算机等机器设备的较大供电时间。

通常,UPS依预留时间可分成基本型及高效型。基本型UPS预留时间为5-15分钟,高效型为1-8钟头。倘若您的机器设备断电时,只必须存盘、撤出就可以,那采用基本型UPS;倘若您的机器设备断电时,仍须长期运行,那须采用高效型UPS。

那麽UPS预留时间的长度是由哪些确定的呢?是由UPS的储能装置,也就是UPS电池决定的,现在的UPS一般都用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置,电池容量的大小由"安时数(AH)"这个指标反映,其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池,安时数大的容量大;相同安时数的电池,电压高的容量大,通常以电压和安时数共同表示电池的容量,如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。

后备式UPS一般内置4AH或7AH的电池,其备用时间是固定的。如果是个人用户单机使用,这种小型后备式UPS就值得选购。在线式与在线互动式UPS有内置7AH电池的标准机型,也有外配大容量电池组的长效机型,用户可以根据需要实现的备用时间而确定配备多大容量的电池。,企事业单位等电脑等设备比较多的情况,就有必要选择提供大容量电池组的UPS,以提供更长的备用时间。

十 电源效率

电源效率是指UPS的整机电能利用率,也就是UPS从外部吸收功率与向负载输出功率两者之的比值。这个数值和UPS电源设计线路有密切的关系,高效率的电源可以提高电能的使用效率,在一定程度上可以降低电源的自身功耗和发热量。通常在线式UPS的电源效率一般能够达到90%以上。如果需要增配大中容量的交流不间断供电设备,较好选用电源效率高的在线式UPS。而其他UPS的电源效率在80%左右。

十一 噪音值

噪音是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。衡量噪音强弱的数值我们把它成为噪音值,单位通常是分贝(dB), 人耳刚刚能听到的声音是0-10分贝。分贝值每上升10,表示音量增加10倍,即从1分贝到20分贝表示音量增加了100倍。人低声耳语约为30分贝,大声说话为60-70分贝。分贝值在60以下为无害区,60-110为过渡区,110以上是有害区。 UPS的噪音值一般应该在60分贝以下为好。

根据人民共和国标准(UDC534.836),城市各类区域环境噪声标准值列于下表。


十二 UPS的输出插座

UPS的输出插座是指UPS的电源输出接口,通常在我国UPS产品要提供两种标准规格的插座接口:两孔插座和三孔插座。不同的UPS提供的输出插座数量也不相同,一般来讲,适合个人使用的低端UPS提供一个输出插座,而中端UPS会提供2个以上的输出插座,高档的机柜式UPS提供的输出插座会更多,以满足更多设备的用电需求。

十三 市电

市电即我们所说的交流电(AC),交流电的成分包含:电压、电流、频率三种,其频率可分为50HZ(赫兹)与60HZ(赫兹)两种,电压分布由100VA至240VA。一般为220V(伏)。

十四 输出过载能力

输出过载能力是指在市电异常或负载异常时,UPS的输出稳定程度。

过载能力是UPS的关键,因为在正常运行时一般都不会出问题。较需要UPS显示能力的时候是在市电异常和负载异常时,因为在市电和负载正常时,UPS只是一个稳压器和滤波器的作用,而这个功能用一台廉价的交流稳压器就完全可以实现。因此,如果UPS只起这么一点作用那就不值得了。所以要抓住UPS主要功能,市电异常时UPS要能不间断的接续上去,负载异常时UPS要能酌情处理,即对于正常的过载要能经受得住考验,对于短路,UPS要有能力及时采取必要的措施。

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