UPS不间断电源的奥秘

超载

以往我们通常都是看到商业办公环境使用这种设备，在国内电网和供电不稳定时，家庭中也曾常见为冰箱等电器准备的类似产品。而今随着日常IT设备使用需求的提升，家庭用户也需要考虑是否配备一个UPS不间断电源了。比如说家用NAS服务，异常断电或者电压不稳，很容易造成存储设备不可逆的损坏;再或者是在家办公的时候，在断电时非常容易导致文件损坏，丢失重要数据，甚至是设备损坏。即使是已经存储的数据也不安全，先不说高速旋转的机械硬盘突然掉电对盘面的损伤，即使是可以快速存储的高速固态硬盘，看起来不像机械硬盘那样易损，其存储机制也同样依赖电力，因为很多数据会先保存在大容量缓存中逐步写入闪存，所以掉电后这部分数据丢失，关联数据不全无法读取是必然的。

显然，现在家庭配置一个UPS不间断电源的需求是十分明确的，但是UPS不间断电源也分为好几种，它们之间的差别可是非常明显的，今天笔者就和大家分享下关于UPS不间断电源的种种知识。

UPS从何而来

1934年，John J Hanley发明了一项专利，名为“Apparatus For Maintaining An Unfailing andUninterrupted Supply of Electrical Energy”，意思就是“保持电力不间断供应的装置”，这台设备发明的初衷，是保障停电期间铁路系统的信号灯可以正常工作，从而保护乘客安全。

现代的UPS不间断电源就是由这一装置逐渐改善而来，它可以充分应对电力供应时可能出现的以下情况：

停电（供电停止工作，无电压输出）

压降（亦称下陷，供电电压低于标称电压15%?20%，时间可能持续数秒）

电涌（亦称浪涌、突波，供电电压瞬间高于标称电压10%以上，时间持续数秒）

持续欠压

持续过压

线噪（因线路屏蔽差而引入的射频或电磁干扰）

频率漂移（发电机不稳定造成的供电频率偏差）

开关瞬态（亦称暂态，由电气设备开关或放电造成的电压偏差，持续时间极短，仅数纳秒）

谐波（供电中由非线性特性的电气设备产生的对交流电正弦波形的干扰）

要注意，这些问题多半不是电网供电造成的，很大一部分原因是自己所处环境内，内装电力线路的问题。

大分类UPS不间断电源是这两种

飞轮式UPS不间断电源

在使用电池的时代之前，UPS不间断电源曾经使用飞轮和内燃机为负载提供电力供应，这种不间断电源被称为飞轮式或旋转式不间断电源。飞轮式不间断电源由整流器、直流电动机、飞轮、柴油机（或汽油机）及发电机等组成。在电网供电的情况下，由整流器提供的直流电驱动电动机带动飞輪旋转，并且带发电机为负载供电。由于飞轮的惯性作用，发电机转速可以保持均衡，此时不间断电源起过滤电网干扰的作用。当电网断电后，飞轮继续带动发电机的转子旋转，同时启动柴油机带动发电机发电，替代原有电网为负载供电。

由于飞轮式不间断电源使用内燃机提供电力，会产生较大的噪音同时体积也较大，因此目前一般仅被用于应急情况和一些自然状况恶劣的场合，通常情况下不间断电源会使用蓄电池来提供电力。当然，民用（包括商用及家用）不会见到这类设备的出现。

蓄电池式UPS不间断电源

自二十世纪六十年代美国通用电气公司研究生产UPS不间断电源以来，UPS不间断电源一直在被改进，但是其基本原理没有重大变化。现代常见的UPS不间断电源由电池组、逆变器和控制电路组成，一端连接供电源，另一端连接电器负载。在供电电压正常的情况下，不间断电源利用供电电源为自身充电，在电力供应出现异常的时候，不间断电源将存储于电池中的电能释放，供负载的设备使用。可以说，现在我们绝大多数情况下看到的UPS不间断电源，都是蓄电池式的。它按工作方式通常分为在线式、在线互动式和后备式（亦称为离线式）三种类型。

（一）后备式Standby UPS不间断电源

后备式又称为离线式不断电系统（Off-LineUPS），它只是“备援”性质的UPS，电力接入直接供电给用电设备也为电池充电（NormalMode），一旦供电品质不稳或停电了，电网供电的回路会自动切断，电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务（BatteryMode），直到供电恢复正常。所以UPS只有在电网供电停电了才会介入供电，不过从直流电转换的交流电是方波，只限于供电给电容型负载，如电脑之类。而如果逆变器为正弦波逆变器，则可供电给电感性负载设备，例如带有电机的电风扇之类。当然了，我们主要还是在使用正弦波逆变器的电子设备上，倒也不必特别在意。