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后备式和在线式UPS电源工作原理分析

作者：admin 发表时间：2012/4/9 9:31:19 阅读：次

       作为机房设备的一项重要保护措施，UPS电源起着无可替代的作用。市面上的UPS种类繁多，归根到底还是分两大类：后备式和在线式。后备式UPS价格比较低廉，而在线式UPS价格就高了许多，而且很多大功率的UPS都是在线式，那么两者有什么不同，该选择哪种UPS呢？先让我们来简单的分析下两者的工作原理。
       在分析UPS原理之前，我们先要知道两种部件：
       1、整流器：作用是将交流电转换为直流电。
       2、逆变器：和整流器相反，逆变器的作用是将直流电转换为交流电，但是结构要复杂了很多。
       后备式UPS原理简析
　　后备式UPS正常工作的时候，切换开关是接通着输入和输出的电力，也就是设备直接使用的是市电，同时整流器和电压转换器为蓄电池充电，逆变器处于非工作状态。当市电电压异常或者断电时候，切换开关会自动切换连通蓄电池和逆变器，此时蓄电池和逆变器开始工作，向输出端输出电力，同时发出报警提示。
       切换开关切换的时间一般是几毫秒到十毫秒，对于计算机类设备的影响不大，但是切换刚开始的时候输出的交流电的波形是方波而不是正弦波，所以对于一些供电质量要求比较高的设备可能会有些影响。市面上还有一种叫做在线互动式UPS电源，其实本质就是后备式UPS电源的一个加强版，正常工作的时候它的逆变器处于待机状态，在线互动式UPS采用智能控制，对杂波过滤的比较好，输出电压波形基本为正弦波，但是在市电断电后切换到蓄电池供电时仍有切换时间。
       在线式UPS原理解析
　　在线式UPS也叫做双变换UPS，从图中我们可以看到，市电经过整流器整流后变成直流电，一部分给蓄电池充电，另一部分则是直接送到了逆变器进行逆变，把直流电转换为交流电输出，当市电出现问题时，蓄电池会向逆变器提供电力，保证电力的持续输出，同时发出报警提示。因为其进行了“交流直流交流”两次变换，所以叫做双变换UPS。
       看起来这样的设计似乎有些多此一举，其实不然，因为经过电压这样的两次转换，不仅电源的转换率高，而且输出的电压品质非常高，没有杂波，可以满足对电源要求比较苛刻的设备，实际上双变换这种技术已经不算新鲜，我们周围的很多电器(包括计算机)的电源的核心部分就是双变换电路，也就是所谓的开关电源。因为逆变器是一直工作的，所以这类电源没有所谓的“切换时间”，也就是输出端始终是有平稳的电压输出，也就不会有方波电压出现，保证了输出电压的平稳。但是在实际应用中，考虑到逆变器部分的突发问题，在线式UPS经常会增加一路旁路市电作为紧急备用，一旦逆变器发生故障，切换开关会切换到备用的市电线路，当然这种情况发生的概率非常小。

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