為了保證計算機的正確、安全運行，我們對供電電源提出了越來越嚴格的要求，而UPS就是針對這一要求而設計發展普及起來的一種供電系統（Uninterruptible Power System）稱為“不間斷電源系統”或“不停電供電系統”簡稱UPS。現在不間斷電源，在計算機的外圍設備中已經從一個不是很受重視的角色迅速演變成為互聯網的關鍵設備及電子商務的保衛者。那么ups電源原理和維修技巧是怎樣呢？我們來看下。

　　一、ups電源工作原理

　　UPS不間斷電源立即轉入電池逆變狀態;為防止市電來回切換，只有當市電恢復到170～270V時， UPS才轉入市電逆變狀態。市電頻率的偵測與控制偵測市電頻率的目的是作為逆變鎖相的依據，通過調整逆變的過零點調整逆變相位，使在市電狀態下的逆變輸出與市電輸入基本同頻率、同相位。市電開機時，UPS偵測輸入市電的頻率作為逆變輸出的頻率;電池狀態下開機時，逆變輸出的頻率以上次輸出的頻率來設定。

　　當市電正常時，執行鎖相，逆變頻率先追市電頻率，頻率相同后再追蹤相位，通過變動逆變頻率完成逆變和市電同相位。鎖相后，逆變和市電的相位差小于3度，頻率誤差小于0.01Hz。當市電頻率超出47～53Hz范圍時，UPS不執行鎖相，立即轉入電池逆變狀態，只有當市電頻率回復到48～52Hz時，UPS再執行鎖相，并轉入市電逆變狀態。

　　三角波發生器CPU送出的38.4kHz方波，經由運算放大器組成的二分頻電路后，變成19.2kHz的方波，再經積分器積分成三角波。標準正弦波發生器CPU送出以128點平均分割的模仿正弦波，經過二階低通濾波器濾波后，生成標準正弦波。PWM信號標準正弦波與逆變輸出電壓的正弦波反饋信號進行比較，其結果被三角波切割，生成PWM信號。逆變電壓調整CPU每16ms讀取一次逆變電壓值，并與設定的電壓值進行比較，當差值高于10V時，CPU立即調整標準正弦波，從而調整PWM信號，使輸出電壓相應加減5V，以縮小差值;當差值低于10V時，CPU累積差值，當累積值達到30V時，CPU調整標準正弦波，使輸出電壓相應加減2V。

　　CPU的A/D讀取CPU每半周期讀一次電池電壓、正負BUS電壓和機內溫度，每隔8個標準正弦波點讀一次市電電壓、逆變電壓和逆變電流（在每個周期開始，CPU變更讀點的初始位置，使每隔8個標準正弦波點讀一次，通過128個點的A/D讀取達到掃描效果，讀取值存入RAM內）。

　　二、電源工作過程

　　當市電正常220Vac時，直流主回路有直流電壓輸出，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩定的220Vac交流電壓，同時市電對電池充電。當任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關向直流回路饋送電能。從電網供電到電池供電沒有切換時間。當電池能量即將耗盡時，不間斷電源發出聲光報警，并在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能，當發生超載（150%負載）時，跳到旁路狀態，并在負載正常時自動返回。當發生嚴重超載（超過200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態，此時前面空氣開關也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關，重新開機即開始恢復工作。為使不間斷電源充分工作，避免在過載或欠載下運行，電源在開機前，首先計算負載容量。FR-UK型不間斷電源（標稱額定功率）80%的阻性負載設計負載能力，一般帶計算機負載時可承受的按下式估算：

　　∑i=1 n Pi≤P

　　其中P為不間斷電源輸出容量（VA），P為第i個負載伏安數

　　每套PLC功率： 220V*0.5=110VA 每臺操作站功率： 220V*2A=440VA IBM PC客戶機及服務器：220V*1.5A=330VA 則總功率：10*110VA+4*440VA+11*330VA=6？90VA 6？90VA/0.8=8112VA

　　因此，采用10KVA的不間斷電源比較合適。

　　三、UPS電源系統的使用與維護

　　1 、UPS電源系統開、關機

　　1.1 第一次開機

　　（1）按以下順序合閘：儲能電池開關→自動旁路開關→輸出開關依次置于“ON“。 （2）按UPS啟動面板“開”鍵，UPS電源系統將徐徐啟動，“逆變”指示燈亮，延時1分鐘后，“旁路”燈熄滅，UPS轉為逆變供電，完成開機。

　　經空載運行約10分鐘后，按照負載功率由小到大的開機順序啟動負載。

　　1.2 日常開機

　　只需按UPS面板“開”鍵，約20分鐘后，即可開啟電腦或其它儀器使用。通常等UPS啟動進入穩定工作后，方可打開負載設備電源開關（注：手動維護開關在UPS正常運行時，呈“OFF”狀態）。

　　1.3 關機

　　先將電腦或其它儀器關閉，讓UPS空載運行10分鐘，待機內熱量排出后，再按面板“關”鍵。

　　2、UPS電源系統使用注意事項

　　UPS電源系統因其智能化程度高，儲能電池采用了免維護蓄電池，這雖給使用帶來了許多便利，但在使用過程中還應在多方面引起注意，才能保證使用安全。

　　（1）UPS電源主機對環境溫度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室內清潔，少塵，否則灰塵加上潮濕會引起主機工作紊亂。儲能蓄電池則對溫度要求較高，標準使用溫度為25℃，平時不能超過+15℃～+30℃。溫度太低，會使儲電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1％。其放電容量會隨溫度升高而增加，但壽命降低。如果在高溫下長期使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。

　　（2）主機中設置的參數在使用中不能隨意改變。特別是對電池組的參數，會直接影響其使用壽命，但隨著環境溫度的改變，對浮充電壓要做相應調整。通常以25℃為標準，環境溫度每升高或降低1℃時，浮充電壓應增加18mV（相對于12V蓄電池）。

　　（3）在無外電靠UPS電源系統自行供電時，應避免帶負載啟動UPS電源，應先關斷各負載，等UPS電源系統起動后再開啟負載。因負載瞬間供電時會有沖擊電池，多負載的沖擊電流和加上所需的供電電流會造成UPS電源瞬間過載，嚴重時將損壞變換器。

　　（4）UPS電源系統按使用要求功率余量不大，在使用中要避免隨意增加大功率的額外設備，也不允許在滿負載狀態下長期運行。但工作性質決定了UPS電源系統幾乎是在不間斷狀態下運行的，增加大功率負載，即使是在基本滿載狀態下工作，都會造成主機出故障，嚴重時將損壞變換器。

　　（5）自備發電機的輸出電壓，波形、頻率、幅度應滿UPS電源對輸入電壓的要求，另外發電機的功率要遠大于UPS電源的額定功率，否則任一條件不滿，將會造成UPS電源工作異常或損壞。

　　（6）由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導電聯接條、輸出線時應用安全保障，工具應采用絕緣措施，特別是輸出接點應有防觸摸措施。

　　（7）不論是在浮充工作狀態還是在充電、放電檢修測試狀態，都要保證電壓、電流符合規定要求。過高的電壓或電流可能會造成電池的熱失控、電壓、電流過小會造成 電池虧電，這都會影響電池的使用壽命，前者的影響更大。

　　（8）在任何情況下，都應防止電池短路或深度放電，因為電池的循環壽命和放電深度有關。放電深度越深、循環壽命越短。在容量試驗中或是放電檢修中，通常 放電達到容量的30％～50％就可以了。

　　（9）對電池應避免大電流充放電，雖說在充電時可以接受大電流，但在實際操作中應盡量避免，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質脫落，電池內阻增大，溫升越高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。

　　3、常維護與檢修

　　（1）UPS電源在正常使用情況下，主機的維護工作很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區，空氣中的灰粒較多，機內的風機會將灰塵帶入機內沉積、當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，并發生不準確告警，大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應徹底清潔一次。其次就是在除塵時，檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。

　　（2）雖說儲能電池組目前都采用了免維護電池，但這只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態對電池的影響并沒有改變，不正常工作狀態對電池造成的影響沒有變，這部分的維護檢修工作仍是非常重要的，UPS電源系統的大量維修檢修工作主要在電池部分。

　　a.儲能電池的工作全部是在浮充狀態，在這種情況下至少應每年進行一次放電。放電前應先對電池組進行均衡充電，以達全組電池的均衡。要清楚放電前電池組已存在的落后電池。放電過程中如有一只達到放電終止電壓時，應停止放電，繼續放電先消除落后電池后再放。

　　b.核對性放電，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要關注發現和處理落后電池，經對落后電池處理后再作核對性放電實驗。這樣可防止事故，以免放電中落后電池惡化為反極電池。

　　c.平時每組電池至少應有8只電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對標示電池應定期測量并做好記錄。

　　d.日常維護中需經常檢查的項目有：清潔并檢測電池兩端電壓、溫度；連接處有無松動，腐蝕現象、檢測連接條壓降；電池外觀是否完好，有無殼變形和滲漏；極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出；主機設備是否正常。

　　e.免維護電池要維護，不是什么無稽之談，應從廣義的維護立場出發，做到運行、日常管理的周到、細致和規范性，保證設備（包括主機設備）保持良好的運行狀況，從而延長使用年限；保證直流母線經常保持合格的電壓和電池的放電容量；保證電池運行和人員的安全可靠。這就是電池維護的目的，也是電池運行規程中包括的內容和進行規則。

　　（3）當UPS電池系統出現故障時，應先查明原因，分清是負載還是UPS電源系統；是主機還是電池組。雖說UPS主機有故障自檢功能，但它對面而不對點，對更換配件很方便，但要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分發生故障，顯示的故障內容則可能有誤。

　　（4）對主機出現擊穿，斷保險或燒毀器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會接連？生相同的故障。

　　（5）當電池組中發現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現象的電池時，應及時采用相應的方法恢復和修復，對不能恢復和修復的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換，以免影響到主機。

　　四、UPS使用中常見故障及排除