UPS电源的使用及维护

UPS电源的分类

目前我们使用的UPS电源多为静态变换式，可分为后备式、在线互动式和在线式。

1、后备式（OFF LINE）：

后备式UPS电源其实就是一台市电稳压器，可对市电电压的幅度波动进行改善，但不能对市电串入电网的干扰进行改善。当市电中断或低于170Ｖ时蓄电池才通过逆变器向负载提供稳压、稳频的交流电。而在市电供电正常时，市电通过交流旁路通道，再经过转换开关直接向负载供电，机内的逆变器处于停机工作状态。

电路框图如图1所示：

其特点为：（1）市电正常时，UPS对市电几乎无处理而直接输出至负载，对市电杂讯、突波衰减能力差；

（2）由市电转逆变工作时会有一段转换时间，一般小于10ms；

（3）结构简单，体积小，质量轻，控制容易，低成本特性；

（4）保护性最低。

2、在线互动式（LINE-INTERACTIVE）：

在线互动式UPS电源的逆变器始终处于工作状态，转换时间很短，交流输出电压的稳定性好，但其充电器是由双向变换器组成，充电效果不是很好，且不宜作长延时的UPS电源使用。电池充电器与逆变器共用一个电力转换器，它利用变向转换器（BI-LATERAL CPNVERTER）对电池进行大电流快速充电；一旦停电变向转换器取代逆变器将电池电能转换成交流电源供应负载。电路框图如图2所示：

其特点为：（1）具双向性转换设计，UPS电池回充时间较短；

（2）具转换时间一般为4ms左右；

（3）控制结构复杂，成本较高；

（4）保护性相比后备式UPS性能要高，对市电杂讯、突波衰减能力差，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波。

3、在线式（ON-LINE）：

在线式UPS电源可自动消除市电电网的干扰对负载的影响，对负载进行无干扰稳压供电，并使市电供电到蓄电池供电转换切换时间为零。在市电供电正常或不正常时，对负载的供电都是由UPS电源的逆变器提供的。这类 UPS在市电正常时，电源经电磁干扰滤波器（EMI FILTER）及突波抑制器（SURGE SUPPRESSOR）后，经由整流器（RECTIFIER）转换成直流电，并经逆变器将直流电转换成交流电，供给设备使用，而充电器（CHARGER）同时让电池保持浮充状态；一旦电源不正常，逆变器立即将电池电能转换成交流电源；因此输出电源完全不受市电变化而影响，而且输出在断电后转由UPS电池供电时是零转换。电路框图如图3所示：

其特点为：（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（“0”切换）；

（3）结构复杂，成本较高；

（4）保护性最高，对市电杂讯、突波衰减能力最佳。

将以上3种类型比较

使用和维护

UPS在使用中应注意以下几个问题：

1、后备式UPS不能随意加大保险丝容量

后备式UPS在逆变器供电时，一般都具有过载和短路自动保护功能，但在市电供电时，一般靠输入交流保险丝来担当过载保护的任务，所以用户不可轻易地加大市电输入保险丝的容量。否则，一旦UPS输出发生短路事故时，有可能出现输入保险丝烧不断，印制版上的印制线却被烧毁的危险现象。

2、根据UPS的容量，合理配置负载

一般来说，UPS负载的种类很多，除了电阻性负载以外，还有感性、容性和整流器负载，因此UPS的输出电流中除了包含一定量的无功分量。用户在安排负载时应保证功率和容量不超过UPS的输出指标，并且留有一定的余量。应避免交流电机类负载，如：一般来说吸尘器、电扇等电感性很大的负载绝对不允许接到UPS上。

3、UPS不宜带载开机和关机

没有延迟起动功能的UPS，带载开机很容易在起动的瞬间，烧毁逆变器的末级驱动元件，因为刚开始时，控制电路的工作还未进入稳定状态，起动的瞬间又会产生较大的浪涌电流，末级驱动元件有可能承受不了。对采用MOS管作驱动元件的UPS来说，更是如此。当负载中包含有电感性负载时，带载关机也同样可能引起末级驱动元件的损坏。因此，如果不是紧急情况，不要带载开机和关机。

4、按正确的顺序开关机

UPS电源在使用时，应避免因负载突加和突减时，其电压输出波动导常，导致无法正常工作。因此，要按正确的开关机顺序进行操作。另外，如果频繁快速地开会造成UPS电源进入“启动失败”的状态，其后果是：UPS电源既无市电输出，又无逆变输出。因此，关掉电源后，通常要等6秒后才开启动。

5、控制UPS的最大启动负载

一般设备的使用说明书上都清楚地给出了制造商的说明。其中最重要的使用说明之一是其最大启动负载应控制在80％之内。为保险起见，将负载控制在30％～60％额定输出功率范围内，应是最佳工作状态。如果超载，使用在逆变状态下，有可能会击穿逆变三极管，造成严重后果。

6、蓄电池的维护

（1）对蓄电阻组的过流充电和过度放电都是不充许的。因为过流充电容易造成电池内部的正负极板弯曲，板表面的活性物质脱落，造成蓄电池可供使用容量下降，导致蓄电池损坏。而过度放电，是因为易使电池内部板表面的硫酸熔化，其如果是导致蓄电池的内阻增大，甚至使个别蓄电池产生“反极”现象，造成报废。而对蓄电池组的过电压充电，也会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而溢出，从而使其寿命大大缩短。

（2）为使蓄电池有良好的充放电特性,对于长时间没运行的UPS电源，在重新使用前,应不加负载，让UPS电源利用机内的充电回路对蓄电池浮充电10～15小时以后再用；对长期工作在后备工作状态的UPS电源，适宜每隔一个用，让其处于逆变状态工作至少2～5分钟，以便激活UPS的蓄电池，UPS电源在长期的使用过程中，其蓄电池总会有个别的充放电性能变差，此种变化趋势在后备式UPS电源和部分在线式UPS电源中是常见的，所以要定期对每个电池作快速充放电测量，检查电池的蓄电能力和充放电特性，对不合格的电池不应将其与合格的电池混用，应给予及时更换，以保证蓄电池组功能的稳定。

7、工作环境

UPS电源系统对环境有一些标准的要求，主要是温度、湿度、防尘。UPS电源设备应放置于干燥、通风、清洁的环境中，避免阳光直射在设备上，环境温度最好保持在18℃至25℃之间。蓄电池对环境温度的要求最高，恒温25℃是最佳。环境湿度一般允许在30%～80%的相对湿度，工作环境的湿度如果太大，会在UPS主机内上结出水珠而造成局部短路；太干燥静电高会有危险。UPS主机内逆变器功率元件工作产生大量的热量需要风扇散热，由此也给主机内带来了灰尘，大量的灰尘会使散热不畅，引起主机内部高温。UPS主机背面风扇排风口与墙壁要保持至少45cm的距离。UPS系统不要被杂物覆盖，否则会有引起火灾的危险。