產(chǎn)品知識
當前位置：首頁 > 產(chǎn)品知識 > 產(chǎn)品知識UPS電源的分類、特點、發(fā)展與技術
發(fā)布時間：2014.12.02 瀏覽次數(shù)：3846
一、引言
隨著信息處理技術的不斷發(fā)展，尤其是計算機的廣泛應用和國際互聯(lián)網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，無可爭議數(shù)字時代已經(jīng)來臨，數(shù)字決定未來。為保證計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)工作的穩(wěn)定可靠，信息處理技術的安全，對高質(zhì)量的供電提出了嚴格的要求。高質(zhì)量電源環(huán)境創(chuàng)造者——UPS，越發(fā)為人們所關注，并得到廣泛應用。
二、分類
UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為關鍵器件，穩(wěn)壓、穩(wěn)頻輸出的電源保護設備。主要用于給個人計算機、網(wǎng)絡計算機和其它用電設備提供不間斷的電力供應。目前市場上的UPS分類方法較多，基本上可按以下幾個方面進行分類。
〈一〉按標稱功率分為：
1． 小型UPS（標稱功率在5KVA以下的UPS）
2． 中型UPS（標稱功率在5KVA～20KVA之間的UPS）
3． 大型UPS（標稱功率在20KVA以上的UPS）
〈二〉按輸入/輸出方式分為：
1． 單進單出UPS（輸入與輸出均為單相220VAC的UPS）
2． 三進單出UPS（輸入為三相380VAC、輸出為單相220VAC的UPS）
3． 三進三出UPS（輸入與輸出均為三相380VAC的UPS）
〈三〉按工作方式分為：
1．后備式UPS（OFF-LINEUPS）
2．在線互動式UPS（LINE-INTERACTIVEUPS）
3．在線式UPS（ON-LINEUPS）
三、特點
按照UPS工作方式的分類方法，能夠比較詳細地了解到這三種類型UPS的性能和各自特點，而且市場銷售的基本上是這三種類型。它們區(qū)分的主要標準是UPS的關鍵器件逆變器是否處于在線工作狀態(tài)，即UPS在開機狀態(tài)，逆變器是否一直工作。以下就對這三種類型UPS進行區(qū)分比較。
〈一〉后備式UPS（OFF-LINEUPS）
它是靜止式UPS的最初形式，電路簡單，技術成熟，應用廣泛，
一般只限于小功率范圍，價格較為低廉。當市電正常時，UPS的逆變器處于非工作狀態(tài)，直接由市電對負載供電；當市電故障時，逆變器開始工作，將蓄電池放出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，維持交流輸出。該種UPS能夠解決電源中斷、電源上涌、電壓下陷三種電力問題，對于其它電力問題沒有任何改善，其性能特點如下：
1．市電利用率高，可達98%以上，但只限于線性負載。
2．輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負載性質(zhì)，對于非線性負載，其輸入非正弦峰值電流很大，存在輸入功率因數(shù)低、無功率損耗大、輸入電流諧波對電網(wǎng)污染大的缺點。
3．輸出電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度較差。
4．市電中斷，切換至電池供電，轉(zhuǎn)換時間一般為4ms～10ms。
5．輸出轉(zhuǎn)換開關受切換電流能力和動作時間限制，故后備式UPS多在2KVA以下。
〈二〉在線互動式UPS（LINE-INTERACTIVEUPS）
它是后備式UPS的改良和提高，屬于三端口（Triport）范疇。其
電路簡單，成本不高，價格適中，性能優(yōu)于后備式。從能量傳遞的角度來看，UPS的逆變器處于三個能量流動的端口，端口1連接市電輸入，端口2與蓄電池相連，端口3連接輸出。此逆變器具有雙向變換功能，當市電正常時起整流器作用，交流電經(jīng)端口1流入逆變器，通過其給蓄電池浮置充電；當市電故障時，蓄電池經(jīng)端口2給逆變器供電，維持端口3的交流輸出。該種UPS能夠解決電源中斷、電源上涌、電壓下陷、持續(xù)過壓、持續(xù)欠壓五種電力問題，對于其它電力問題沒有任何改善，其性能特點如下：
1．市電利用率高，可達98%以上，但只限于線性負載。
2．輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負載性質(zhì)，對于非線性負載，其輸入非正弦峰值電流很大，存在輸入功率因數(shù)低、無功率損耗大、輸入電流諧波對電網(wǎng)污染大的缺點。
3．輸出電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度較差，但優(yōu)于后備式。
4．逆變器處于熱備份狀態(tài)，對于輸出電壓尖峰*有抑制作用。
5．市電中斷，切換至電池供電，轉(zhuǎn)換時間一般≤4ms。
〈三〉在線式UPS（ON-LINEUPS）
它屬于串聯(lián)功率傳輸方式，是當今UPS市場上應用最廣泛的一個類型。其電路復雜，成本較高，具有高質(zhì)量的電力輸出。當市電正常時，市電進入整流器，被整流成為平滑、穩(wěn)定的直流電，一部分進入逆變器，經(jīng)過逆變器的能量轉(zhuǎn)換，使之成為純凈、無污染的交流電供負載使用；另一部分通過充電器對蓄電池進行充電。當市電故障時，UPS自動啟動蓄電池供電，電池內(nèi)部電源能量經(jīng)過逆變器的能量轉(zhuǎn)換，使之成為純凈、無污染的交流電維持負載供電。該種UPS能夠解決電源中斷、電源上涌、電壓下陷、持續(xù)過壓、持續(xù)欠壓、頻率偏移、電源*、切換瞬變、諧波失真九種電力問題，其性能特點如下：
1．無論有無市電，負載的全部功率均由逆變器提供，保證高質(zhì)量的電力輸出。
2．輸出電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度高。
3．市電中斷，輸出電壓不受任何影響，無轉(zhuǎn)換時間。
4．由于全部負載功率均由逆變器承擔，因而UPS的輸出對負載提出限制條件，但配備輸出隔離變壓器的UPS完全不受應用上的限制，如美國POWERSOSPON系列產(chǎn)品。
5．由于整流器也同時承擔100%的負載功率，對于傳統(tǒng)在線式UPS來說，存在輸入功率因數(shù)低、無功率損耗大、輸入電流諧波對電網(wǎng)污染大的缺點，但采用PFC功率因數(shù)校正電路的UPS可將市電利用率提高到98%以上，將非線性負載引起的無功率損耗降至最低，因而采用了PFC功率因數(shù)校正電路的UPS具有節(jié)能作用，這是后備式和在線互動式UPS望塵莫及的。
四、發(fā)展與技術
與“摩爾定律”所代表的技術更新速度相比，UPS產(chǎn)品技術的發(fā)展確實要緩慢得多。但緩慢并不代表停滯，各大UPS廠商加緊苦修內(nèi)功，并在以用戶需求為導向的理念引導下，使出渾身解數(shù)在產(chǎn)品性能和功能方面下功夫。以下就UPS產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢和POWERSOS公司產(chǎn)品特色技術做簡要介紹。
〈一〉UPS產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢可歸納為以下6點：
1．小型化
2．智能化、自動化
3．數(shù)字化
4．環(huán)?；?br />
5．網(wǎng)絡化、集中遠程監(jiān)控化
6．并聯(lián)冗余化
〈二〉POWERSOS公司產(chǎn)品特色技術
美國POWERSOS公司是一家專業(yè)的技術型公司，是全球十大UPS領導級廠商之一，是全球第一家采用微處理器控制技術之廠商，是最早將DSP高速數(shù)字信號處理技術應用于3KVA以下UPS之廠商。目前POWERSOS公司在國內(nèi)銷售的PIN、PRO、PON三大系列產(chǎn)品技術均屬同行前列，POWERSOS公司在這些產(chǎn)品上采用了多項先進技術。如：智能單晶片技術、DSP高速數(shù)字信號處理技術、PFC功率因數(shù)校正技術、SPWM高頻正弦波脈寬調(diào)制技術、IGBT功率級模組技術、ABM電池管理技術、逆變器限流技術、電池容錯技術等。另外在即將進入國內(nèi)市場的POWERSOS高端產(chǎn)品上應用了PFC-IGBT整流技術、高可靠的并聯(lián)冗余技術、光纖通訊技術、集中遠程監(jiān)控技術等業(yè)界領先和超前的技術。
1．PFC-IGBT整流技術
雙變換在線式中大型UPS都是通過整流器從上線電源獲得功率，由于UPS整流電路的非線性效應使電流與電壓不能保持同相位，會在上線電源系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波電流。這些諧波電流不僅使電流失真（THDI），而且也會產(chǎn)生電壓失真（THDU），同時增大了輸入電流的有效值，降低了UPS的輸入功率因數(shù)。因此，必須控制UPS輸入端的諧波電流以避免失真所帶來的各種副作用。這些副作用包括使敏感的電子設備失靈、設備提前老化、電源閃變（FLICKER）和降容。
POWERSOSREX系列UPS產(chǎn)品采用了PFC-IGBT整流技術，防止了整流器產(chǎn)生任何反灌市電電網(wǎng)的諧波電流，該技術是控制上線諧波的最佳解決方案，完全符合IEC61000-3-4/EN61000-3-4標準。采用該技術的整流器是一種功率因數(shù)校正型潔凈整流器，結合了六單元IGBT和新型調(diào)整系統(tǒng)。這個系統(tǒng)確保了對每只IGBT的精確時序控制。而傳統(tǒng)的格林茨橋式整流器并不是對每只SCR完全控制。因此，使強迫輸入電流跟蹤一個參考正弦波電壓成為可能，也可以說整流器采用了“反轉(zhuǎn)”的脈寬調(diào)制（PWM）技術。
采用這種技術（見圖1）使得整流器吸收與電壓同相位的正弦波輸入電流，它具有如下的優(yōu)點：
由于對市電電網(wǎng)沒有諧波污染，UPS安裝完全不受限制；
消除了諧波失真所帶來的各種副作用，不再需要安裝諧波濾波器；
與發(fā)電機組完全兼容。由于沒有諧波，降低了以下的風險：*發(fā)電機組的運行（如：造成溫度升高、*調(diào)整功能等）；由于阻抗較大而增大電壓的失真度；
耗電量降低高達20%，從而可以優(yōu)化上線的電纜、變壓器和發(fā)電機組等；
通過調(diào)整系統(tǒng)將輸入電流保持與輸入電壓同相位使輸入功率因數(shù)>0.99，對于一臺視在輸出功率為60KVA的UPS，在正常運行時的輸出功率因數(shù)為0.8，假設效率為90%，其耗電量為：
對于傳統(tǒng)整流器（若輸入功率因數(shù)為0.8）：
S=（60×0.8÷90%）÷0.8=66.7KVA；
對于PFC-IGBT整流器（若輸入功率因數(shù)為0.99）：
S′=（60×0.8÷90%）÷0.99=53.9KVA；
即耗電量降低（S－S′）/S=（66.7－53.9）/66.7=19.2%。
PFC-IGBT整流器的唯一不足是成本較高，原因是應用了新型的電力電子元器件。然而，隨著技術的進步、元器件價格的降低，它必將迎來廣泛的應用。
2．高可靠的并聯(lián)冗余技術
以往的UPS多為單機運行，通過多臺UPS并聯(lián)冗余運行來提高UPS系統(tǒng)的可靠性、可用性及擴充UPS容量是UPS系統(tǒng)配置的一種新趨勢。為實現(xiàn)UPS并聯(lián)冗余運行需要將多臺UPS的逆變器輸出端直接進行并聯(lián)運行。由于多臺逆變器的輸出波形、相位、有效值均不盡相同，這樣就會造成逆變器之間產(chǎn)生環(huán)流（LOOPCURRENT），此環(huán)流將導致各臺UPS之間負荷平衡的破壞，不僅帶來無功率損耗的增加，更重要的是降低了并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)的可靠性。目前市場上銷售的UPS以采用高頻PWM脈寬調(diào)制技術的IGBT逆變器為主流，該逆變器的輸出阻抗比其它形式的逆變器要小得多，相對負載的等效阻抗也小得多，因而逆變器之間環(huán)流明顯增大。如何保證并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，關鍵是需要高速度的環(huán)流抑制技術。
在環(huán)流抑制技術方面各個UPS廠商存在很大技術差異，POWERSOSUPS的并聯(lián)冗余技術是獲得專利的并機技術，它采用雙數(shù)字處理技術（DSP高速數(shù)字信號處理技術和數(shù)字化鎖相技術）高速、精確地抑制并機環(huán)流。該并聯(lián)冗余技術能在并機的UPS系統(tǒng)中分別檢測各臺UPS環(huán)流瞬時值，并將環(huán)流瞬時值分解成有功功率偏差和無功功率偏差，由兩套電路通過DSP高速信號處理技術分別調(diào)整并機UPS的基準電壓正弦波的相位和幅度，也就是調(diào)整逆變器的相位差和幅值，以此來實現(xiàn)有功電流和無功電流的補償。由于采用了雙數(shù)字處理技術（DSP高速數(shù)字信號處理技術和數(shù)字化鎖相技術）對有功功率進行高速、精確地分配和控制，因此并機環(huán)流微乎其微,大大提高了POWERSOSUPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)的可靠性。
POWERSOSUPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)控制特點可歸納如下：
?、庞捎诓捎昧怂矔r環(huán)流抑制方法，因此并機環(huán)流很?。?lt;0.8%額定功率），能夠真正做到功率均分，無論將來的老化漂移還是溫度漂移，都能夠均衡分擔負載。這與采用電壓控制的方法截然不同。
⑵由于采用了瞬時環(huán)流檢測及高速數(shù)字化處理，因而影響度很快。
?、怯捎诓捎昧藛闻_UPS獨立檢測，沒有公共控制部分,彼此只有電流檢測線（信號線）之間的聯(lián)系，因此具有很高的可靠性。
POWERSOSUPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)使用特點可歸納如下：
?、挪C調(diào)試非常簡單，只需對并機的單臺UPS進行調(diào)試后，即可投入并機運行，不象有些品牌UPS并機調(diào)試非常繁瑣。
?、圃诓⒙?lián)冗余系統(tǒng)中的任何一臺UPS發(fā)生故障或正在維修時，負載仍能保證由UPS供電，不需要轉(zhuǎn)入維修旁路，真正做到熱維修。
?、遣⒙?lián)冗余系統(tǒng)設有公用蓄電池組和獨立蓄電池組兩種工作方式，任由用戶選擇。
⑷超長平均無故障時間，兩臺UPS組成的并聯(lián)冗余系統(tǒng)，其MTBF高達20,000,000小時≈2,282年。
3．集中遠程監(jiān)控技術
計算機技術及網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，對UPS提出了更高的要求，
不僅要求UPS具備非常完善的網(wǎng)絡管理功能，而且要求UPS具備非常安全可靠的集中遠程監(jiān)視及控制功能。目前市場上銷售的大多數(shù)UPS還不能滿足以上全部要求。它們比較常用的網(wǎng)絡監(jiān)控模式是通過一套監(jiān)控軟件使用戶局域網(wǎng)上的任何一臺計算機都能瀏覽到UPS的工作狀態(tài)，可實現(xiàn)停電自動存盤關機、異常情況下傳呼或電子郵件報警等功能。這種監(jiān)控方式要求網(wǎng)絡管理員對UPS的工作原理和一般故障處理比較熟練，而由于網(wǎng)絡管理員的誤判斷或誤操作很容易延誤問題的解決或造成問題的擴大化，影響到整個網(wǎng)絡系統(tǒng)安全正常運行。并且此種監(jiān)控方式只能是發(fā)現(xiàn)了問題再去解決問題，不能未雨綢繆、防患于未然。
POWERSOS的“UPSLINE”集中遠程監(jiān)控系統(tǒng)有效地解決了上述問題，為用戶提供了一套全新的工作模式，使用戶的關鍵設備、關鍵任務、關鍵數(shù)據(jù)真正萬無一失，保障了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)的運行。
“UPSLINE”是一個在線預警及售后服務支持系統(tǒng)，可以由POWERSOS專業(yè)技術人員遠程全年全天候監(jiān)視用戶的UPS系統(tǒng)，對UPS性能和供電狀況的趨勢進行分析，達到故障預知和處理的最高級別。“UPSLINE”系統(tǒng)一方面不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡中各UPS的運行狀況，分析傳回的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)工作狀態(tài)不正常的UPS，在問題出現(xiàn)的前期就將問題解決掉（全數(shù)字化在線式UPS的很多問題都可以直接通過軟件解決）。另一方面，由于該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)分析能力，即使UPS不報警時，它也可以向工程師提出哪些數(shù)據(jù)的變化趨勢不正常，提醒工程師注意或人為干涉。例如：UPS工作間空調(diào)壞了，客戶并不知曉，此時監(jiān)控中心工程師發(fā)現(xiàn)UPS溫度持續(xù)升高，他會立即電話通知客戶檢查UPS工作環(huán)境，也許此時UPS還處在允許的溫度范圍內(nèi)工作并沒有報警。
“UPSLINE”系統(tǒng)還具備異地工程師準入功能。“UPSLINE”服務中心在全國范圍內(nèi)長期派有流動工程師為各地UPS進行巡檢服務，當某地UPS出現(xiàn)問題時，服務中心技術人員除自己處理外，必要時還要通知最近的工程師前往處理。前去的工程師為了將問題提前了解清楚，做好處理問題的準備，在得到服務中心授權后，可直接在任何地點通過電話、手機、電腦登陸出現(xiàn)問題的UPS，了解第一手資料，避免了中間環(huán)節(jié)引起的誤差。
為了保障用戶網(wǎng)絡系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，“UPSLINE”系統(tǒng)采用了獨立的電信網(wǎng)絡連接方式，與用戶的網(wǎng)絡系統(tǒng)具有物理隔離，不存在任何相互聯(lián)系，保證了用戶數(shù)據(jù)的保密性、安全性。由于建立了與“UPSLINE”服務中心的實時通訊，UPS由POWERSOS專業(yè)工程師守護，用戶不必為UPS的維護指派專人，從而有效地節(jié)省了費用。
“UPSLINE”系統(tǒng)具備以下功能：
您的UPS無時無刻都受到專業(yè)工程師的守護；
在“UPSLINE”服務中心、UPS及工程師之間建立實時通訊；
故障預知功能，避免您的UPS損壞；
即使在夜間或假日，當您的UPS異常時可自動尋呼服務工程師；
遠程深入分析、診斷和控制您的UPS；
定期向您提供《UPS運行狀況報告》；
“UPSLINE”服務中心可同時監(jiān)控數(shù)萬臺不同地點的UPS；
通過電話網(wǎng)進行通訊，確保用戶網(wǎng)絡系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。
“UPSLINE”是POWERSOS公司最新研發(fā)的UPS供電保障系統(tǒng)，它大大提高了UPS的可靠性，延長了UPS的使用壽命，它的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)UPS監(jiān)控模式的一次革命。
隨著信息處理技術的不斷發(fā)展，尤其是計算機的廣泛應用和國際互聯(lián)網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，無可爭議數(shù)字時代已經(jīng)來臨，數(shù)字決定未來。為保證計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)工作的穩(wěn)定可靠，信息處理技術的安全，對高質(zhì)量的供電提出了嚴格的要求。高質(zhì)量電源環(huán)境創(chuàng)造者——UPS，越發(fā)為人們所關注，并得到廣泛應用。
二、分類
UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為關鍵器件，穩(wěn)壓、穩(wěn)頻輸出的電源保護設備。主要用于給個人計算機、網(wǎng)絡計算機和其它用電設備提供不間斷的電力供應。目前市場上的UPS分類方法較多，基本上可按以下幾個方面進行分類。
〈一〉按標稱功率分為：
1． 小型UPS（標稱功率在5KVA以下的UPS）
2． 中型UPS（標稱功率在5KVA～20KVA之間的UPS）
3． 大型UPS（標稱功率在20KVA以上的UPS）
〈二〉按輸入/輸出方式分為：
1． 單進單出UPS（輸入與輸出均為單相220VAC的UPS）
2． 三進單出UPS（輸入為三相380VAC、輸出為單相220VAC的UPS）
3． 三進三出UPS（輸入與輸出均為三相380VAC的UPS）
〈三〉按工作方式分為：
1．后備式UPS（OFF-LINEUPS）
2．在線互動式UPS（LINE-INTERACTIVEUPS）
3．在線式UPS（ON-LINEUPS）
三、特點
按照UPS工作方式的分類方法，能夠比較詳細地了解到這三種類型UPS的性能和各自特點，而且市場銷售的基本上是這三種類型。它們區(qū)分的主要標準是UPS的關鍵器件逆變器是否處于在線工作狀態(tài)，即UPS在開機狀態(tài)，逆變器是否一直工作。以下就對這三種類型UPS進行區(qū)分比較。
〈一〉后備式UPS（OFF-LINEUPS）
它是靜止式UPS的最初形式，電路簡單，技術成熟，應用廣泛，
一般只限于小功率范圍，價格較為低廉。當市電正常時，UPS的逆變器處于非工作狀態(tài)，直接由市電對負載供電；當市電故障時，逆變器開始工作，將蓄電池放出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，維持交流輸出。該種UPS能夠解決電源中斷、電源上涌、電壓下陷三種電力問題，對于其它電力問題沒有任何改善，其性能特點如下：
1．市電利用率高，可達98%以上，但只限于線性負載。
2．輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負載性質(zhì)，對于非線性負載，其輸入非正弦峰值電流很大，存在輸入功率因數(shù)低、無功率損耗大、輸入電流諧波對電網(wǎng)污染大的缺點。
3．輸出電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度較差。
4．市電中斷，切換至電池供電，轉(zhuǎn)換時間一般為4ms～10ms。
5．輸出轉(zhuǎn)換開關受切換電流能力和動作時間限制，故后備式UPS多在2KVA以下。
〈二〉在線互動式UPS（LINE-INTERACTIVEUPS）
它是后備式UPS的改良和提高，屬于三端口（Triport）范疇。其
電路簡單，成本不高，價格適中，性能優(yōu)于后備式。從能量傳遞的角度來看，UPS的逆變器處于三個能量流動的端口，端口1連接市電輸入，端口2與蓄電池相連，端口3連接輸出。此逆變器具有雙向變換功能，當市電正常時起整流器作用，交流電經(jīng)端口1流入逆變器，通過其給蓄電池浮置充電；當市電故障時，蓄電池經(jīng)端口2給逆變器供電，維持端口3的交流輸出。該種UPS能夠解決電源中斷、電源上涌、電壓下陷、持續(xù)過壓、持續(xù)欠壓五種電力問題，對于其它電力問題沒有任何改善，其性能特點如下：
1．市電利用率高，可達98%以上，但只限于線性負載。
2．輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負載性質(zhì)，對于非線性負載，其輸入非正弦峰值電流很大，存在輸入功率因數(shù)低、無功率損耗大、輸入電流諧波對電網(wǎng)污染大的缺點。
3．輸出電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度較差，但優(yōu)于后備式。
4．逆變器處于熱備份狀態(tài)，對于輸出電壓尖峰*有抑制作用。
5．市電中斷，切換至電池供電，轉(zhuǎn)換時間一般≤4ms。
〈三〉在線式UPS（ON-LINEUPS）
它屬于串聯(lián)功率傳輸方式，是當今UPS市場上應用最廣泛的一個類型。其電路復雜，成本較高，具有高質(zhì)量的電力輸出。當市電正常時，市電進入整流器，被整流成為平滑、穩(wěn)定的直流電，一部分進入逆變器，經(jīng)過逆變器的能量轉(zhuǎn)換，使之成為純凈、無污染的交流電供負載使用；另一部分通過充電器對蓄電池進行充電。當市電故障時，UPS自動啟動蓄電池供電，電池內(nèi)部電源能量經(jīng)過逆變器的能量轉(zhuǎn)換，使之成為純凈、無污染的交流電維持負載供電。該種UPS能夠解決電源中斷、電源上涌、電壓下陷、持續(xù)過壓、持續(xù)欠壓、頻率偏移、電源*、切換瞬變、諧波失真九種電力問題，其性能特點如下：
1．無論有無市電，負載的全部功率均由逆變器提供，保證高質(zhì)量的電力輸出。
2．輸出電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度高。
3．市電中斷，輸出電壓不受任何影響，無轉(zhuǎn)換時間。
4．由于全部負載功率均由逆變器承擔，因而UPS的輸出對負載提出限制條件，但配備輸出隔離變壓器的UPS完全不受應用上的限制，如美國POWERSOSPON系列產(chǎn)品。
5．由于整流器也同時承擔100%的負載功率，對于傳統(tǒng)在線式UPS來說，存在輸入功率因數(shù)低、無功率損耗大、輸入電流諧波對電網(wǎng)污染大的缺點，但采用PFC功率因數(shù)校正電路的UPS可將市電利用率提高到98%以上，將非線性負載引起的無功率損耗降至最低，因而采用了PFC功率因數(shù)校正電路的UPS具有節(jié)能作用，這是后備式和在線互動式UPS望塵莫及的。
四、發(fā)展與技術
與“摩爾定律”所代表的技術更新速度相比，UPS產(chǎn)品技術的發(fā)展確實要緩慢得多。但緩慢并不代表停滯，各大UPS廠商加緊苦修內(nèi)功，并在以用戶需求為導向的理念引導下，使出渾身解數(shù)在產(chǎn)品性能和功能方面下功夫。以下就UPS產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢和POWERSOS公司產(chǎn)品特色技術做簡要介紹。
〈一〉UPS產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢可歸納為以下6點：
1．小型化
2．智能化、自動化
3．數(shù)字化
4．環(huán)?；?br />
5．網(wǎng)絡化、集中遠程監(jiān)控化
6．并聯(lián)冗余化
〈二〉POWERSOS公司產(chǎn)品特色技術
美國POWERSOS公司是一家專業(yè)的技術型公司，是全球十大UPS領導級廠商之一，是全球第一家采用微處理器控制技術之廠商，是最早將DSP高速數(shù)字信號處理技術應用于3KVA以下UPS之廠商。目前POWERSOS公司在國內(nèi)銷售的PIN、PRO、PON三大系列產(chǎn)品技術均屬同行前列，POWERSOS公司在這些產(chǎn)品上采用了多項先進技術。如：智能單晶片技術、DSP高速數(shù)字信號處理技術、PFC功率因數(shù)校正技術、SPWM高頻正弦波脈寬調(diào)制技術、IGBT功率級模組技術、ABM電池管理技術、逆變器限流技術、電池容錯技術等。另外在即將進入國內(nèi)市場的POWERSOS高端產(chǎn)品上應用了PFC-IGBT整流技術、高可靠的并聯(lián)冗余技術、光纖通訊技術、集中遠程監(jiān)控技術等業(yè)界領先和超前的技術。
1．PFC-IGBT整流技術
雙變換在線式中大型UPS都是通過整流器從上線電源獲得功率，由于UPS整流電路的非線性效應使電流與電壓不能保持同相位，會在上線電源系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波電流。這些諧波電流不僅使電流失真（THDI），而且也會產(chǎn)生電壓失真（THDU），同時增大了輸入電流的有效值，降低了UPS的輸入功率因數(shù)。因此，必須控制UPS輸入端的諧波電流以避免失真所帶來的各種副作用。這些副作用包括使敏感的電子設備失靈、設備提前老化、電源閃變（FLICKER）和降容。
POWERSOSREX系列UPS產(chǎn)品采用了PFC-IGBT整流技術，防止了整流器產(chǎn)生任何反灌市電電網(wǎng)的諧波電流，該技術是控制上線諧波的最佳解決方案，完全符合IEC61000-3-4/EN61000-3-4標準。采用該技術的整流器是一種功率因數(shù)校正型潔凈整流器，結合了六單元IGBT和新型調(diào)整系統(tǒng)。這個系統(tǒng)確保了對每只IGBT的精確時序控制。而傳統(tǒng)的格林茨橋式整流器并不是對每只SCR完全控制。因此，使強迫輸入電流跟蹤一個參考正弦波電壓成為可能，也可以說整流器采用了“反轉(zhuǎn)”的脈寬調(diào)制（PWM）技術。
采用這種技術（見圖1）使得整流器吸收與電壓同相位的正弦波輸入電流，它具有如下的優(yōu)點：
由于對市電電網(wǎng)沒有諧波污染，UPS安裝完全不受限制；
消除了諧波失真所帶來的各種副作用，不再需要安裝諧波濾波器；
與發(fā)電機組完全兼容。由于沒有諧波，降低了以下的風險：*發(fā)電機組的運行（如：造成溫度升高、*調(diào)整功能等）；由于阻抗較大而增大電壓的失真度；
耗電量降低高達20%，從而可以優(yōu)化上線的電纜、變壓器和發(fā)電機組等；
通過調(diào)整系統(tǒng)將輸入電流保持與輸入電壓同相位使輸入功率因數(shù)>0.99，對于一臺視在輸出功率為60KVA的UPS，在正常運行時的輸出功率因數(shù)為0.8，假設效率為90%，其耗電量為：
對于傳統(tǒng)整流器（若輸入功率因數(shù)為0.8）：
S=（60×0.8÷90%）÷0.8=66.7KVA；
對于PFC-IGBT整流器（若輸入功率因數(shù)為0.99）：
S′=（60×0.8÷90%）÷0.99=53.9KVA；
即耗電量降低（S－S′）/S=（66.7－53.9）/66.7=19.2%。
PFC-IGBT整流器的唯一不足是成本較高，原因是應用了新型的電力電子元器件。然而，隨著技術的進步、元器件價格的降低，它必將迎來廣泛的應用。
2．高可靠的并聯(lián)冗余技術
以往的UPS多為單機運行，通過多臺UPS并聯(lián)冗余運行來提高UPS系統(tǒng)的可靠性、可用性及擴充UPS容量是UPS系統(tǒng)配置的一種新趨勢。為實現(xiàn)UPS并聯(lián)冗余運行需要將多臺UPS的逆變器輸出端直接進行并聯(lián)運行。由于多臺逆變器的輸出波形、相位、有效值均不盡相同，這樣就會造成逆變器之間產(chǎn)生環(huán)流（LOOPCURRENT），此環(huán)流將導致各臺UPS之間負荷平衡的破壞，不僅帶來無功率損耗的增加，更重要的是降低了并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)的可靠性。目前市場上銷售的UPS以采用高頻PWM脈寬調(diào)制技術的IGBT逆變器為主流，該逆變器的輸出阻抗比其它形式的逆變器要小得多，相對負載的等效阻抗也小得多，因而逆變器之間環(huán)流明顯增大。如何保證并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，關鍵是需要高速度的環(huán)流抑制技術。
在環(huán)流抑制技術方面各個UPS廠商存在很大技術差異，POWERSOSUPS的并聯(lián)冗余技術是獲得專利的并機技術，它采用雙數(shù)字處理技術（DSP高速數(shù)字信號處理技術和數(shù)字化鎖相技術）高速、精確地抑制并機環(huán)流。該并聯(lián)冗余技術能在并機的UPS系統(tǒng)中分別檢測各臺UPS環(huán)流瞬時值，并將環(huán)流瞬時值分解成有功功率偏差和無功功率偏差，由兩套電路通過DSP高速信號處理技術分別調(diào)整并機UPS的基準電壓正弦波的相位和幅度，也就是調(diào)整逆變器的相位差和幅值，以此來實現(xiàn)有功電流和無功電流的補償。由于采用了雙數(shù)字處理技術（DSP高速數(shù)字信號處理技術和數(shù)字化鎖相技術）對有功功率進行高速、精確地分配和控制，因此并機環(huán)流微乎其微,大大提高了POWERSOSUPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)的可靠性。
POWERSOSUPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)控制特點可歸納如下：
?、庞捎诓捎昧怂矔r環(huán)流抑制方法，因此并機環(huán)流很?。?lt;0.8%額定功率），能夠真正做到功率均分，無論將來的老化漂移還是溫度漂移，都能夠均衡分擔負載。這與采用電壓控制的方法截然不同。
⑵由于采用了瞬時環(huán)流檢測及高速數(shù)字化處理，因而影響度很快。
?、怯捎诓捎昧藛闻_UPS獨立檢測，沒有公共控制部分,彼此只有電流檢測線（信號線）之間的聯(lián)系，因此具有很高的可靠性。
POWERSOSUPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)使用特點可歸納如下：
?、挪C調(diào)試非常簡單，只需對并機的單臺UPS進行調(diào)試后，即可投入并機運行，不象有些品牌UPS并機調(diào)試非常繁瑣。
?、圃诓⒙?lián)冗余系統(tǒng)中的任何一臺UPS發(fā)生故障或正在維修時，負載仍能保證由UPS供電，不需要轉(zhuǎn)入維修旁路，真正做到熱維修。
?、遣⒙?lián)冗余系統(tǒng)設有公用蓄電池組和獨立蓄電池組兩種工作方式，任由用戶選擇。
⑷超長平均無故障時間，兩臺UPS組成的并聯(lián)冗余系統(tǒng)，其MTBF高達20,000,000小時≈2,282年。
3．集中遠程監(jiān)控技術
計算機技術及網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，對UPS提出了更高的要求，
不僅要求UPS具備非常完善的網(wǎng)絡管理功能，而且要求UPS具備非常安全可靠的集中遠程監(jiān)視及控制功能。目前市場上銷售的大多數(shù)UPS還不能滿足以上全部要求。它們比較常用的網(wǎng)絡監(jiān)控模式是通過一套監(jiān)控軟件使用戶局域網(wǎng)上的任何一臺計算機都能瀏覽到UPS的工作狀態(tài)，可實現(xiàn)停電自動存盤關機、異常情況下傳呼或電子郵件報警等功能。這種監(jiān)控方式要求網(wǎng)絡管理員對UPS的工作原理和一般故障處理比較熟練，而由于網(wǎng)絡管理員的誤判斷或誤操作很容易延誤問題的解決或造成問題的擴大化，影響到整個網(wǎng)絡系統(tǒng)安全正常運行。并且此種監(jiān)控方式只能是發(fā)現(xiàn)了問題再去解決問題，不能未雨綢繆、防患于未然。
POWERSOS的“UPSLINE”集中遠程監(jiān)控系統(tǒng)有效地解決了上述問題，為用戶提供了一套全新的工作模式，使用戶的關鍵設備、關鍵任務、關鍵數(shù)據(jù)真正萬無一失，保障了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)的運行。
“UPSLINE”是一個在線預警及售后服務支持系統(tǒng)，可以由POWERSOS專業(yè)技術人員遠程全年全天候監(jiān)視用戶的UPS系統(tǒng)，對UPS性能和供電狀況的趨勢進行分析，達到故障預知和處理的最高級別。“UPSLINE”系統(tǒng)一方面不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡中各UPS的運行狀況，分析傳回的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)工作狀態(tài)不正常的UPS，在問題出現(xiàn)的前期就將問題解決掉（全數(shù)字化在線式UPS的很多問題都可以直接通過軟件解決）。另一方面，由于該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)分析能力，即使UPS不報警時，它也可以向工程師提出哪些數(shù)據(jù)的變化趨勢不正常，提醒工程師注意或人為干涉。例如：UPS工作間空調(diào)壞了，客戶并不知曉，此時監(jiān)控中心工程師發(fā)現(xiàn)UPS溫度持續(xù)升高，他會立即電話通知客戶檢查UPS工作環(huán)境，也許此時UPS還處在允許的溫度范圍內(nèi)工作并沒有報警。
“UPSLINE”系統(tǒng)還具備異地工程師準入功能。“UPSLINE”服務中心在全國范圍內(nèi)長期派有流動工程師為各地UPS進行巡檢服務，當某地UPS出現(xiàn)問題時，服務中心技術人員除自己處理外，必要時還要通知最近的工程師前往處理。前去的工程師為了將問題提前了解清楚，做好處理問題的準備，在得到服務中心授權后，可直接在任何地點通過電話、手機、電腦登陸出現(xiàn)問題的UPS，了解第一手資料，避免了中間環(huán)節(jié)引起的誤差。
為了保障用戶網(wǎng)絡系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，“UPSLINE”系統(tǒng)采用了獨立的電信網(wǎng)絡連接方式，與用戶的網(wǎng)絡系統(tǒng)具有物理隔離，不存在任何相互聯(lián)系，保證了用戶數(shù)據(jù)的保密性、安全性。由于建立了與“UPSLINE”服務中心的實時通訊，UPS由POWERSOS專業(yè)工程師守護，用戶不必為UPS的維護指派專人，從而有效地節(jié)省了費用。
“UPSLINE”系統(tǒng)具備以下功能：
您的UPS無時無刻都受到專業(yè)工程師的守護；
在“UPSLINE”服務中心、UPS及工程師之間建立實時通訊；
故障預知功能，避免您的UPS損壞；
即使在夜間或假日，當您的UPS異常時可自動尋呼服務工程師；
遠程深入分析、診斷和控制您的UPS；
定期向您提供《UPS運行狀況報告》；
“UPSLINE”服務中心可同時監(jiān)控數(shù)萬臺不同地點的UPS；
通過電話網(wǎng)進行通訊，確保用戶網(wǎng)絡系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。
“UPSLINE”是POWERSOS公司最新研發(fā)的UPS供電保障系統(tǒng)，它大大提高了UPS的可靠性，延長了UPS的使用壽命，它的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)UPS監(jiān)控模式的一次革命。