一、定義

　　UPS即不間斷電源是將蓄電池（多為鉛酸免維護(hù)蓄電池）與主機(jī)相連接，通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。在歐美國家取Uninterruptible Power System的英文前綴簡稱為UPS。又因不間斷電源系統(tǒng)的交流輸出為固定電壓，固定頻率的特性，即為定電壓定頻率（Constant Voltage Constant Frequency） ，所以在日本也有人取其英文前綴簡稱CVCF。

　　二、分類及原理

　　按輸入輸出相數(shù)分：單進(jìn)單出、三進(jìn)單出和三進(jìn)三出。

　　按功率等級分：微型（＜3KVA）、小型（3KVA~10KVA）、中型（10KVA~100KVA）和大型（＞100KVA）。

　　按電路結(jié)構(gòu)形式分：有后備式、在線互動式、在線式等。

　　按輸出波形的不同分：有方波和正弦波兩種。

　　現(xiàn)按電路結(jié)構(gòu)形式分類，分別敘述如下：

　　2.1、后備式（OFF-LINE或STAND-BY）

　　1）原理：

　　① 市電正常時則市電經(jīng)穩(wěn)壓后直接輸出負(fù)載，同時經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電給電池充電，此時逆變器不工作。

　　② 當(dāng)市電故障時，由電池提供電力，經(jīng)逆變器輸出負(fù)載。此切換時間約4-10ms之間。

　　2）特點(diǎn)：

　　功率范圍： 300～2000VA

　　工作特點(diǎn)：對市電進(jìn)行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負(fù)載，當(dāng)輸入電源不符合要求時才由電池供電。在絕大多數(shù)時間內(nèi)負(fù)載使用的是市電。

　　優(yōu) 點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、體積小、噪聲低、效率高。

　　缺 點(diǎn)：市電/電池供電轉(zhuǎn)換時間4～10ms，輸出精度低、輸出波形差、輸出波形為方波。

　　主要應(yīng)用對象：單臺計算機(jī)系統(tǒng)的斷電保護(hù)

　　2.2、在線交互式（HYBIRD）

　　在線交互式又稱混合式或三端口式。

　　1）原理：

　　① 市電正常時，市電經(jīng)穩(wěn)壓后，由轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出負(fù)載，同時經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電給電池充電，此時逆變器已經(jīng)激活，但未輸出。

　　② 當(dāng)市電故障，由電池提供電力，經(jīng)逆變器輸出負(fù)載。

　　2）特點(diǎn)：

　　功率范圍： 1~800KVA

　　工作特點(diǎn)：市電經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流，由逆變器調(diào)制出穩(wěn)定的正弦波。

　　優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載端與市電輸入端處于優(yōu)良的”電隔離“狀態(tài)之中、輸出波形好、輸出電壓質(zhì)量高、無論負(fù)載突變或負(fù)載穩(wěn)定時均呈現(xiàn)優(yōu)異的帶載特性。

　　缺點(diǎn)：效率低、成本高

　　主要應(yīng)用對象：計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、精密儀器儀表、工業(yè)系統(tǒng)的斷電保護(hù)。

　　2.3、在線式（ON-LINE）：

　　1）原理：

　　①當(dāng)市電正常時，市電經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娊o電池充電，同時輸出到逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為正弦交流電，經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出到負(fù)載。

　　②當(dāng)市電輸入不正常時，由電池經(jīng)逆變器輸出到負(fù)載。

　　③ 當(dāng)逆變器發(fā)生故障或輸出功率不足（由于過載、過熱等原因）時，轉(zhuǎn)換開關(guān)將自動切換至靜態(tài)旁路由市電繼續(xù)供電。若旁通是由于過載引起的，UPS將在負(fù)載低于100%時，跳回逆變器正常輸出。若旁通是由于過熱引起的，UPS將在溫度低于報警點(diǎn)時跳回正常輸出。

　　2）特點(diǎn)：

　　無論是市電供電正常時，還是市電中斷由電池逆變供電期間，逆變器始終處于工作狀態(tài)，這就從根本上消除了來自電網(wǎng)的電壓波動和干擾對負(fù)載的影響。

　　由于平時逆變器與市電以同步方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，所以逆變器與市電之間經(jīng)由轉(zhuǎn)換開關(guān)自動相互切換的時間均應(yīng)小于2ms，故其可靠度高，適合電源品質(zhì)要求較高的場所。

　　三、ups不間斷電源電路圖

　　電路工作原理：常態(tài)下，市電（220V）通過可調(diào)充電器向蓄電池充電，同時自啟動繼電器K1吸合，R1與VZ1、VZ2對蓄電池+24V電壓進(jìn)行分壓采樣，采樣電壓Vo通過R2、VD3加到V1基極，使V1處于線性放大狀態(tài)，V2、V3深度飽和，直流控制繼電器K吸合，+24V電壓通過K、K1送至逆變器V+端，逆變器工作，輸出220V正弦波電壓，同時自鎖繼電器K2吸合。

　　當(dāng)市電斷電時，K1斷開，初時輸人電壓+24V不變，K繼續(xù)吸合，由于K2的自鎖作用，+24V仍正常送至逆變器。經(jīng)一段時間后，電池電壓開始下降，Vo跟著下降，V1導(dǎo)通減弱，V2升高;當(dāng)嘰升高至一定值（即蓄電池電壓下降至22V）后，V2退出飽和進(jìn)人線性放大，V3迅速下降;V3通過R7反饋至V1基極，使得V2繼續(xù)升高，形成一個雪崩過程。

　　V2、V3迅速截止，K斷開，蓄電池送至逆變器的+24V直流被切斷，逆變器停止工作，同時K2斷開。逆變器停止工作后，由于蓄電池內(nèi)電動勢的作用，蓄電池很快恢復(fù)24V電壓，與常態(tài)一樣，V2、V3飽和，K吸合。

　　但由于此時K1、K2均斷開，+24V無法到達(dá)逆變器，逆變器不工作，從而保護(hù)了蓄電池。只有當(dāng)市電恢復(fù)正常后，K1吸合，逆變器才能工作，此時充電器已向蓄電池充電。

　　調(diào)整R1可在市電斷電時校準(zhǔn)蓄電池電壓下限保護(hù)起控值，亦同時調(diào)整市電斷電時UPS的最長工作時間。

　　元器件選擇：充電器選用市售24～12V/50A可調(diào)充電器;逆變器選用功率500V·A、直流工作電壓為24V逆變器;蓄電池選用兩個12.80A·h鉛蓄電池串接;交流繼電器規(guī)格為220V/10A;直流繼電器規(guī)格為24V/20A。

　　通過上述小編對一種使用upd電源電路圖及其工作原理的介紹，相信大家對ups電源都有了更深的了解吧。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不間斷電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通訊、國防、醫(yī)院、礦山、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、航天、工業(yè)、計算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等各個領(lǐng)域。

　　四、ups電源使用注意事項(xiàng)

　　1）UPS的輸出負(fù)載控制在60%左右為最佳，可靠性最高。

　　2）UPS放電后應(yīng)及時充電，避免電池因過度自放電而損壞。

　　3）UPS的使用環(huán)境應(yīng)注意通風(fēng)良好，利于散熱，并保持環(huán)境的清潔。

　　4）切勿帶感性負(fù)載，如點(diǎn)鈔機(jī)、日光燈、空調(diào)等，以免造成損壞。

　　5）UPS帶載過輕（如1000VA的UPS帶100VA負(fù)載）有可能造成電池的深度放電，會降低電池的使用壽命，應(yīng)盡量避免。

　　6）對于多數(shù)小型UPS，上班再開UPS，開機(jī)時要避免帶載啟動，下班時應(yīng)關(guān)閉UPS;對于網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的UPS，由于多數(shù)網(wǎng)絡(luò)是24小時工作的，所以UPS也必須全天候運(yùn)行。

　　7）適當(dāng)?shù)姆烹姡兄陔姵氐募せ睿玳L期不停市電，每隔三個月應(yīng)人為斷掉市電用UPS帶負(fù)載放電一次，這樣可以延長電池的使用壽命。