计算机的保护神──UPS 贾一焜 2001年 11期 供电电源的质量好坏直接关系到计算机软硬件能否安全运行，所以计算机对供电电源的质量提出了较高的要求，UPS就应运而生了。 　　 UPS又称不间断电源（Uninterruptible Power Supply），它伴随着计算机的诞生而出现，并随着计算机的发展壮大而逐渐被广大计算机用户认识并接受。UPS在市电供电正常时由市电充电并储存电能，当市电异常时由它的逆变器输出恒压的不间断电源继续为计算机系统供电，使用户能够有充分的时间完成计算机关机前的所有准备工作，从而避免了由于市电异常造成的用户计算机软硬件的损坏和数据丢失，保护用户计算机不受市电电源的干扰。在许多怕间断、怕丢失的系统中，UPS起着不可替代的作用。如银行结算中心和证券交易中心的计算机网络系统、电信和移动电话通信系统、医用监控系统、航空及航海管理系统、各种自动生产流水线、公路和铁道调度及售票系统等等，都离不开UPS的帮助。（^11050701a^） 　　#1 一、UPS的功能与作用 　　 在UPS出现之初，它仅被视为一种备用电源，但由于一般市电电网都存在质量问题（如电压涌浪、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或欠压甚至电源中断等），从而导致计算机、通信设备、精密电子仪器、工业控制、医疗专用设备的电子系统经常受到干扰，造成敏感元件受损、信息丢失、磁盘程序被冲等严重后果。因此，UPS日益受到重视，并逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压涌浪等功能的电力保护系统。尤其是我国目前电网的线路及供电质量并不很高，抗干扰、抗二次污染的技术措施远远落后于世界先进国家，UPS在我国计算机等精密设备上的保护作用就显得尤其重要。目前，UPS被广泛地应用在计算机、医疗精密设备、智能仪表、雷达站、军事通讯系统、程控电话系统和外科手术室等领域。 　　 UPS的保护作用首先表现在对市电电源进行稳压，此时UPS就是一台交流市电稳压器，同时，市电对UPS电源中的蓄电池进行充电。UPS的输入电压范围比较宽，一般情况下从170V到250V的交流电均可输入，而由它输出的电源的质量是相当高的，后备式UPS输出电压稳定在±（5～8）%，输出频率稳定在±1Hz；在线式UPS输出电压稳定在±3%以内，输出频率稳定在±0.5Hz。当市电突然停电时，UPS立即将机内蓄电池的电能，通过逆变转换器向计算机供电，使计算机得以维持正常的工作并保护计算机的软硬件不受损害，所以把UPS称为计算机的保护神并不过分。（^11050701b^） 　　#1 二、UPS的分类 　　 目前，UPS电源工业主要提供两种UPS电源：后备式和在线式。如果再细分，还有在线互动式和后备式方波输出 UPS电源等种类。 　　 后备式UPS系统的负载主要直接从本地输电网获取电能，当供电系统出现问题时，才会由UPS的电池供电。其主要优点是价格便宜。目前大部分的后备式UPS都是一些低功率UPS，一般不到1KVA。 　　 在线式UPS系统的负载则专门从一直运行的UPS逆变器吸收能量，因此不论外部电网状况如何，总能够提供稳定的电压。这种UPS价格比后备式UPS贵些。 　　 UPS市场以10KVA为界，划分为小功率市场和大功率市场两部分。小功率市场主要品牌有山特、APC、山顿、PCM、富电、四通、燕标等，大功率市场的主要品牌则包括爱克赛、梅兰日兰、先控、台达、IMV-实达、CHLOR IDE等。（^11050701c^） 　　#1 三、发展方向 　　#2 1.网络化、智能化、自动化 　　 网络时代的UPS产品已经由独立的外设产品发展成为整个计算机和网络系统不可分割的一部分，除了要求UPS产品可方便地接入网络和计算机，有些还要求能够实现与网络和计算机间的双向数据通讯。由于微处理器技术的应用，UPS产品实现了智能化。智能化的UPS一方面实现了设备运行过程中自我状态的监控，对一些故障现象进行预处理，使UPS始终平稳可靠运行，同时也实现了计算机和网络与UPS之间的双向数据通讯，用户可以在计算机和网络中的各个结点上实时监视和控制UPS电源的运行。自动化是指UPS电源自动完成一些自我检测、开关机控制、故障保护后的自动恢复，无需过多的人工干预。UPS的自动化是实现网络化和保证系统高可用的重要因素。 　　#2 2.监控软件多平台与监控远程化 　　 由于未来网络的广泛化和全球化，必然带来网络的复杂化，多种形式的网络系统连接在一起。作为网络系统的一部分，要求UPS电源能够实现在各种网络平台上的监控。 　　#2 3.DSP技术和高频技术 　　 随着数字化技术的发展，DSP（Digital Singal Process，数字信号处理）技术开始被Chroma等一些UPS厂商在产品中使用。DSP技术的使用提高了UPS产品输出电压的稳定性和纯净程度，同时也提高了UPS产品自身的可靠性。而IGBT技术和高频技术的应用，大大提高了电源效率，降低了系统噪音和电源自身的电力损耗，也提高了系统的可靠性。 　　#2 4.电压串并联补偿高频双向逆变技术 　　 电压串并联补偿高频双向逆变技术（Delta逆变技术）在保持了传统双变换在线式UPS的全部高性能输出指标的同时，在对电网适应能力和输出能力两个方面也有了重大改进和突破，它真正实现了零转换时间和高的输入端功率因数，大大降低了对电网形成污染公害的程度。（^11050701d^） 　　#2 5.并机运行和冗余技术 　　 已往的UPS多为单机运行，随着包括计算机在内的电子设备应用数量的增加和应用场合的重要，几百kVA的容量已不能支持众多的设备用电，一次性购置昂贵的大功率产品显然不是经济方案。因此模块化小功率产品逐步取代笨重的大功率产品被认为是UPS系统发展的一个方向，多个小功率产品采用并联技术连接后实现并机运行，可以方便灵活地配置整个电源系统容量。并联不一定是冗余的，并联是为了增容，而冗余是为了提高可靠性，为保证系统的高稳定和高可用，通过多台UPS设备并机运行实现电源容量的冗余也是UPS系统配置的一种趋势。