UPS即不間斷電源(Uninterruptible Power Supply)，是一種含有儲能裝置的不間斷電源。主要用于給部分對電源穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備，提供不間斷的電源。 [1]當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí)， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS 設(shè)備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)。

不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接，通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給單臺計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，保證這些設(shè)備儀器的不間斷運(yùn)行，防止計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失、電話通信網(wǎng)絡(luò)中斷或儀器失去控制。 [2]不間斷電源廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運(yùn)、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報(bào)警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)、移動(dòng)通訊、太陽能儲存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護(hù)系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。

UPS，即不間斷電源，是一種能夠利用電池化學(xué)能作為后備能量的能量轉(zhuǎn)換裝置。在市電斷電等電網(wǎng)故障的情況下，它能夠不間斷地為用戶設(shè)備提供(交流)電能。UPS廣泛應(yīng)用于單臺計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及電磁閥、壓力變送器等電力電子設(shè)備的穩(wěn)定、不間斷電力供應(yīng)中。

從基本應(yīng)用原理上講，UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態(tài)開關(guān)等幾部分組成。1)整流器：整流器是一個(gè)整流裝置，簡單的說就是將交流(AC)轉(zhuǎn)化為直流(DC)的裝置。它有兩個(gè)主要功能：第一，將交流電(AC)變成直流電(DC)，經(jīng)濾波后供給負(fù)載，或者供給逆變器;第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時(shí)又起到一個(gè)充電器的作用;2)蓄電池：蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個(gè)電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電(供電)的時(shí)間。其主要功能是：1當(dāng)市電正常時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存在電池內(nèi)部。2當(dāng)市電故障時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載;3)逆變器：逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成;4)靜態(tài)開關(guān)：靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān)，它是一種無觸點(diǎn)開關(guān)，是用兩個(gè)可控硅(SCR)反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機(jī)型兩種。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實(shí)現(xiàn)從一路到另一路的自動(dòng)切換;并機(jī)型開關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變器。

UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動(dòng)式三大類。其中，我們最常用的是后備式UPS，它具備了自動(dòng)穩(wěn)壓、斷電保護(hù)等UPS最基礎(chǔ)也最重要的功能，雖然一般有10ms左右的轉(zhuǎn)換時(shí)間，逆變輸出的交流電是方波而非正弦波，但由于結(jié)構(gòu)簡單而具有價(jià)格便宜，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于微機(jī)、外設(shè)、POS機(jī)等領(lǐng)域。在線式UPS結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但性能完善，能解決所有電源問題，其顯著特點(diǎn)是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題;由于需要較大的投資，通常應(yīng)用在關(guān)鍵設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中心等對電力要求苛刻的環(huán)境中。在線互動(dòng)式UPS，同后備式相比較，在線互動(dòng)式具有濾波功能，抗市電干擾能力很強(qiáng)，轉(zhuǎn)換時(shí)間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，所以能配備服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，或者用在電力環(huán)境較惡劣的地區(qū)。

UPS電源系統(tǒng)由五大核心部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，負(fù)責(zé)AC/DC變換的整流器(REC)，執(zhí)行DC/AC變換的逆變器(INV)，以及切換逆變和旁路輸出的電路，再加上蓄能電池。其工作原理如下：在市電供應(yīng)正常的情況下，UPS會(huì)先將市電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，然后提供給負(fù)載使用。此時(shí)，UPS相當(dāng)于一臺高效的交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)還會(huì)為機(jī)內(nèi)電池充電。然而，一旦市電中斷(例如事故停電)，UPS會(huì)立即啟動(dòng)其電池的直流電能，通過逆變器的快速切換轉(zhuǎn)換，繼續(xù)向負(fù)載提供穩(wěn)定的220V交流電。這樣，負(fù)載設(shè)備就能維持其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)得到保護(hù)，避免因電壓波動(dòng)而導(dǎo)致的軟硬件損壞。此外，UPS設(shè)備通常還具備對電壓過高或過低的保護(hù)功能。

電力供應(yīng)的穩(wěn)定性對于市電電網(wǎng)而言至關(guān)重要。然而，在實(shí)際運(yùn)行過程中，電源的波動(dòng)和不穩(wěn)往往會(huì)成為潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素。這些風(fēng)險(xiǎn)不僅可能影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行，還可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果，如設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失等。因此，對于市電電網(wǎng)而言，確保電源的穩(wěn)定性和可靠性是至關(guān)重要的。數(shù)據(jù)丟失、通信中斷以及商機(jī)延誤，這些直接損失可能以每分鐘高達(dá)5000至100000元的速度累積。同時(shí)，設(shè)備停運(yùn)、儀表失靈以及手術(shù)中斷等間接經(jīng)濟(jì)損失則難以精確計(jì)算。電源污染主要表現(xiàn)包括瞬態(tài)尖峰、電源浪涌和高壓脈沖，這些都會(huì)對服務(wù)器、路由器、磁盤陣列等關(guān)鍵設(shè)備造成硬件損壞。同時(shí)，諧波污染、線間噪聲和頻率漂移會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸誤碼率顯著上升，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)傳輸速度。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，UPS系統(tǒng)具備四大關(guān)鍵功能。

1、不停電功能——確保電網(wǎng)停電時(shí)設(shè)備持續(xù)供電

2、交流穩(wěn)壓功能——平穩(wěn)應(yīng)對網(wǎng)壓劇烈波動(dòng)，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行

3、凈化功能——有效清除電網(wǎng)與電源中的污染，保護(hù)設(shè)備免受損害

4、管理功能——簡化交流動(dòng)力的維護(hù)流程，提升管理效率

UPS，即不間斷電源，是一種至關(guān)重要的儲能設(shè)備，專門為那些對電源穩(wěn)定性要求極高的設(shè)備而設(shè)計(jì)。其核心作用是在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)或中斷時(shí)，確保這些關(guān)鍵設(shè)備能夠持續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)行。正因如此，UPS已成為醫(yī)院、銀行及數(shù)據(jù)管理等諸多領(lǐng)域不可或缺的后備電源，為電網(wǎng)電壓中斷時(shí)的設(shè)備運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。在市電輸入正常的情況下，UPS電源將市電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，然后提供給負(fù)載使用。此時(shí)，UPS電源發(fā)揮著交流式電穩(wěn)壓器的作用，同時(shí)還會(huì)對機(jī)內(nèi)電池進(jìn)行充電。然而，一旦市電中斷(例如事故停電)，UPS電源會(huì)立即啟動(dòng)備用機(jī)制，將電池中的直流電能通過逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而向負(fù)載持續(xù)提供220V的交流電。這樣，負(fù)載能夠維持其正常工作狀態(tài)，同時(shí)得到保護(hù)，避免軟硬件受到損害。此外，UPS設(shè)備通常還具備對電壓過高或過低的保護(hù)功能。

在市電供應(yīng)中斷的情況下，UPS電源會(huì)迅速切換至備用模式。它利用逆變器將機(jī)內(nèi)電池中的直流電能轉(zhuǎn)換為220V的交流電，以確保負(fù)載能夠持續(xù)穩(wěn)定地工作。這種轉(zhuǎn)換過程高效且迅速，使得負(fù)載在市電中斷時(shí)仍能維持其正常運(yùn)作，同時(shí)得到有效的保護(hù)，避免因電力波動(dòng)而導(dǎo)致的軟硬件損壞。此外，UPS設(shè)備還具備對電壓過高或過低的自動(dòng)保護(hù)功能，進(jìn)一步增強(qiáng)了其使用的安全性。

UPS電源在電力系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先，它能夠提供穩(wěn)定的電力輸出，確保負(fù)載在市電不穩(wěn)定或中斷時(shí)仍能持續(xù)工作。其次，UPS電源通過其高效的轉(zhuǎn)換效率，能夠降低能源浪費(fèi)，提高電力使用效率。最后，UPS電源還具備過載保護(hù)、短路保護(hù)等多重安全功能，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。

UPS電源具有出色的穩(wěn)壓能力。高端的UPS設(shè)備會(huì)在供應(yīng)給負(fù)載之前，將市電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，類似于一臺高效的交流市電穩(wěn)壓器。在市電出現(xiàn)中斷時(shí)，UPS會(huì)迅速將機(jī)內(nèi)電池的電能通過逆變器轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的220V電流，持續(xù)為負(fù)載供電。

然而，低端的UPS設(shè)備通常僅將市電直接輸送給負(fù)載，并不具備交流穩(wěn)壓功能。盡管如此，在市電中斷時(shí)，它們同樣能將機(jī)內(nèi)電池的電能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的220V電流以維持負(fù)載的供電。但值得注意的是，這類UPS對市電的穩(wěn)壓效果并不理想，對逆變交流的穩(wěn)壓效果則相對較好。此外，UPS電源還分為在線式和后備式兩種類型。一般家用電腦配備的多為后備式UPS電源，它屬于備用電源的一種。這類UPS電源帶有穩(wěn)壓部分，采用繼電器換擋穩(wěn)壓方式，但穩(wěn)壓效果并不理想，因此不能被視為專業(yè)的穩(wěn)壓器。