什么是不间断电源_UPS不间断电源是如何工作的

在当今高度互联和数据驱动的商业环境中，对持续、清洁能源的需求怎么强调都不为过。即使是最短的停机时间也可能对组织造成毁灭性的影响，无论其规模或垂直程度如何。而且计划外停电事件可能导致设备损坏、数据丢失、错失机会和声誉受损。

值得庆幸的是，不间断电源系统UninterruptedPowerSupply（UPS）是帮助公司避免停机带来的不受欢迎的后果的最简单、最具成本效益的解决方案之一。但是，由于有几种不同类型的系统可供选择，因此面临的挑战是选择最符合您的需求和预算的系统。

一、什么是UPS系统：

UPS是一种备用系统，可在市电发生故障时提供电力。通过提供足够的时间来安全关闭敏感设备，UPS不间断电源系统有助于防止数据丢失，并最大限度地减少硬关机对电子设备的压力。但是，保护设备免受完全断电并不是需要UPS的唯一原因。根据UPS类别的不同，这些系统还可以保护连接的设备免受常见的电源问题和不安全的输出电压波动的影响，这些问题和不安全的输出电压波动可能会损坏电子设备、缩短使用寿命并影响性能。

二、UPS不间断电源是如何工作的：

UPS是一套完整的电有蓄能系统，本质上是盒子里的电池，当电流下降到电压不足或发生完全停电时，UPS不间断电源主机为其所连接的负载设备提供交流电源供电。在停电的情况下，UPS电源主机会立即切换到电池，为电池的长度提供持续的电源，电池的长度因系统而异，时间从几分钟到几小时不等。

根据设备的尺寸和技术，UPS不间断电源能够保护从单台计算机到整个数据中心。UPS电源对于关键任务环境至关重要，它可以在断电期间保持计算机系统和IT设备的安全和运行，直到发电机可以激活或受保护的设备（如服务器和网络组件）可以正确关闭，防止数据丢失和正在进行的工作。除了在市电故障期间提供备用电源外，UPS还提供不同程度的保护，防止其他破坏性电源问题，包括电压骤降、浪涌、掉电、线路噪声、频率变化、过压条件以及开关瞬变和谐波失真。

三、UPS电源系统的类型：

UPS不间断电源系统的种类很多，从不同的用处环境到不同的设备，UPS不间断电源系统都是不一样的。但从大到上来讲，UPS不间断电源有三种主要拓扑结构：待机、线路交互和联机。每种类型的UPS电源拓扑结构不仅提供不同级别的电源问题保护，而且在对电池提出不同频率要求的同时，以不同的方式实现结果。

1．备用UPS电源：

备用技术也称为离线式UPS电源或无源式UPS电源，提供最基本的保护类型，允许设备在检测到问题之前使用输入的市电运行。在备用UPS电源型号中，连接的设备通过直接交流连接接收市电，设备基本上保持保持状态，直到需要备用电源。备用UPS电源将切换到电池，以在电源故障时保护连接的设备，并针对常规的下垂和浪涌进行调整。断电后的转换时间一般以毫秒为单位，虽然开关不是瞬时的，但在大多数情况下不会中断向设备的电力流动。如果预计会出现长时间停电，UPS电源的电池备用电源将允许安全关闭，从而保护设备和数据。

由于备用拓扑不会针对其他常见电源异常情况对设备进行缓冲，因此它最适合不会频繁中断的非关键和要求较低的家庭网络和办公环境。虽然备用UPS电源是最便宜的UPS类型，但这种拓扑结构的缺点是它经常使用电池，这会缩短运行时间和使用寿命。

2．在线互动式UPS不间断电源：

采用线路交互拓扑结构的UPS不间断电源旨在像待机型号一样保护连接的设备免受电源故障、电压骤降和浪涌的影响，同时还提供针对电压尖峰和电压降的保护。在线交互式UPS不间断电源通常用于保护企业网络和IT应用，由微处理器控制，该微处理器监控输入电源的质量并对波动做出反应。除了提供比备用UPS不间断电源更多的保护外，在线互动单元还提供更好的功率调节和调节，这有助于延长电池寿命。

线路交互式拓扑的最大优点之一是，它可以在不使用电池的情况下补偿欠压和过压情况。在正常电源条件下，在线互动式UPS不间断电源通过浪涌/噪声滤波器和电压调节器将输入功率传递给连接的设备，而逆变器则为电池充电，以便在停电期间紧急使用。但是，如果电压在安全窗口之外波动，UPS不间断电源依靠内置的自动电压调节（AVR）将输出电压增加或降低到可接受的水平。只要输入电压保持在安全范围内，在线互动式UPS不间断电源系统就可以在不使用电池电源的情况下调节输出电压。这一优势可防止频繁切换到电池，这可能会耗尽用于停电的备用电量并缩短电池寿命。在停电期间，在线互动式UPS将存储的电池电量转换为稳压交流输出功率，以支持连接的设备负载。

3．在线式UPS不间断电源：

虽然备用和在线互动式UPS不间断电源型号提供不同程度的电源调节，但在线或双转换UPS不间断电源旨在针对所有九种最常见的电源问题提供持续保护，无论任何输入的不稳定情况如何，都能提供一致的清洁电源。为了在没有任何电气干扰的情况下创建电源，在线UPS的输出电压完全通过一系列交流到直流转换，然后是直流到交流转换。当交流输入功率超出线路交互模式的预设容差时，当不稳定的功率或短暂的干扰时，在线式UPS不间断电源切换到在线双转换模式，将设备与输入电源完全隔离。如果电源完全失效，或者输入功率超过整流器的容差，UPS不间断电源将依靠电池来保持负载运行，然后在安全的情况下转换回高效模式。

在线式UPS不间断电源是关键任务应用或涉及高度敏感设备的应用的最佳选择，例如数据中心、通信枢纽和其他需要持续清洁电源的设施。它们在特别容易产生脏电的环境中也很有益。

四、UPS不间断的优势：

虽然部署UPS电源系统有很多好处，但首先，它们可以防止市电故障，这种情况正在急剧增加。虽然停电可能由多种问题引起，包括车祸、动物干扰和电网负担过重，但恶劣天气是美国停电的第一大原因，从飓风到热浪，从洪水到冻雨，天气让组织处于黑暗中的时间比过去更长，很大程度上是由于气候变化助长了更猛烈的风暴。事实上，在2020年，美国电力客户平均经历了8小时的停电时间——是2013年平均水平的两倍多。

除了在断电期间保持设备运行外，UPS不间断电源还充当过滤器，以保护设备免受电源变化的影响，这可能会对计算机和网络设备等敏感设备造成损坏。根据拓扑结构的不同，UPS不间断电源只允许稳定的清洁电源流到达连接的设备，有助于防止可能损坏设备的常见电源异常。此外，电池备用电源可防止数据丢失，并在中断、浪涌或其他功率变化期间节省在制品的时间。

最后，UPS不间断电源能让组织将能够避免因网络停机而造成的财务成本、客户挫败感和业务中断。无论是保护网络机柜、几个服务器机架还是整个数据中心，都必须防止设备损坏、停机和数据丢失。