什么是不间断电源 (UPS)

不间断电源 (UPS) 是一种设备，当主电源丢失时，它可以让计算机继续运行至少一小段时间。UPS 设备还提供电涌保护。

UPS 包含一个 电池 ，当设备检测到主电源断电时，该电池会“启动”。如果最终用户在 UPS 通知断电时正在计算机上工作，他们有时间保存他们正在处理的任何数据并在辅助电源（电池）耗尽之前退出。当所有电源耗尽时，计算机随机存取存储器 ( RAM ) 中的所有数据都将被擦除。发生电涌时，UPS 会 拦截电涌， 以免损坏计算机。

数据中心的 UPS

每个 UPS 通过整流器将输入的交流电转换  为 直流电，并通过逆变器将其转换回直流电。电池或飞轮储存能量以用于公用事业故障。旁路电路在整流器和逆变器周围路由电源，在输入的公用设施或发电机电源上运行 IT 负载。

虽然 UPS 系统通常被称为双转换、线路交互和备用设计，但这些术语的使用不一致，制造商以不同的方式实施它们：至少一个系统允许三种模式中的任何一种。该国际行动我Onal地区电工委员会（IEC）的IEC标准采用了技术上更描述性术语。62040。

UPS 的类型及其核心特性

电压和频率无关 (VFI)： 电压和频率无关 (VFI) UPS 系统被称为双转换或双转换，因为输入的交流电被整流为直流电以保持电池充电并驱动逆变器。逆变器重新产生稳定的交流电源来运行 IT 设备。

当电源出现故障时， 电池 驱动逆变器，逆变器继续运行 IT 负载。当市电或发电机恢复供电时，整流器向 逆变器提供 直流电(DC) 并同时为电池充电。逆变器全时运行。市电输入与输出完全隔离，旁路仅用于维护安全或内部电子故障。由于输送到 IT 设备的电源不会中断，因此真空故障断路器 (VFI) 通常被认为是最可靠的 UPS 形式。大多数系统将输出频率与输入同步，但这不是必需的，因此它仍然符合频率无关的条件。

每次电源转换都会造成损失，因此浪费的能源历来被认为是最终可靠性的代价。

电压无关 (VI)： 电压无关 (VI) 或真线交互式 UPS 具有受控的输出 电压，但输出频率与输入相同。在发达国家，频率独立性很少成为功率问题。市电直接向输出和 IT 设备供电，整流器为电池充电。逆变器与输出并联，补偿电压骤降并充当电压尖峰和谐波的有源滤波器。整流器和逆变器损耗仅在输入功率波动时发生。飞轮和电动机/发电机组也符合 VI。

当输入电源出现故障或电压超出范围时，旁路会迅速与输入断开，电池驱动逆变器。当输入电源恢复时，旁路重新接通输入，为电池重新充电并保持输出电压恒定。使用并联电源的 UPS 供应商声称不会损失可靠性。结果是大约 98% 的能源效率。

电压和频率相关 (VFD)： 电压和频率相关 (VFD) 或备用 UPS 在操作上与 VI 类似，有时会被错误地称为线路交互。在传统的 VFD 系统中，逆变器是关闭的，因此可能需要长达 10 到 12 毫秒 (ms) 的时间才能开始发电。这种中断可能会导致服务器崩溃，使传统的 VFD UPS 不适合数据中心。

新的 VFD 概念使逆变器在启动后 2 ms 内发电。旁路通常是启用的，就像 VI 一样，因此设备直接从公用设施或发电机运行。由于逆变器直到停电才工作，因此没有电压控制或功耗，可实现高达 99% 的效率。电源故障或电压超出范围打开旁路开关，断开输入与输出；逆变器从电池开始运行。整流器的大小仅足以保持电池充电。

UPS的优缺点

使用不间断电源的优点包括：

· 从主电源切换到 UPS 之间没有延迟。

· 与发电机相比，可以更好地支持关键仪器。

· 消费者可以根据需要向设备提供的电量来选择 UPS 的类型和尺寸。

· UPS 很安静。

· 与发电机相比，UPS 系统的维护成本更低。

使用不间断电源的缺点包括：

· 无法运行重型设备——因为 UPS 没有电池。

· 如果使用不合格的电池，用户可能会经常更换电池。

· UPS 可能需要专业安装。

UPS VS。发电机、浪涌保护器、逆变器和 AVR

与 UPS 不同，一旦主设备丢失，发电机不会无缝地保持设备运行。但是，与 UPS 相比，发电机确实可以提供更长的电力。UPS 系统不提供电力，因为电池为它们供电。

浪涌保护器（抑制器）有助于防止浪涌和高压尖峰。但是，电涌保护器在停电或主电源被切断使用的情况下不工作。

电源逆变器是将直流电转换为交流电的设备。电源逆变器通常连接到外部直流电源，并持续将电流转换为交流电。电源逆变器通常使用一个或多个电池来存储电力。使用电源逆变器，当主电源被切断时，从主电源到辅助电源的电力传输会出现延迟。

自动电压调节器 (AVR) 将控制输入电压以最小化电压波动。AVR 通常用于功率转换器和逆变器。