简述不间断电源（UPS）工作原理和常见类型

UPS的完整形式是Uninterruptible Power Supply/Source，中文名称不间断电源，它是一种电气设备，当输入电源通常出现故障时，为各种负载提供应急电源。

UPS与应急电源系统的区别在于，通过提供储存在电池和超级电容器中的能量，UPS将提供瞬时的安全性，防止i/p电源中断。大多数UPS的电池运行时间相对较短，但足以启动备用电源。

UPS的主要目的是在电源中断时为计算机、电气设备、计算机和数据中心等设备提供保护。该设备在电源中断后使计算机运行几分钟，并保护计算机中的数据。目前，有各种类型的UPS系统都配备了软件组件，使用户能够在电脑突然断电的情况下进行自动备份。

典型电路原理图

UPS的电路图如下所示，它显示了设备中的电池在电源中断时如何控制。变压器初级绕组（TR1）的输入电压为240V。如果运行2A的值至少为12V，则变压器 (TR2) 的次级绕组可以升至15V。保险丝用于保护猫头鹰电路免受短路。电流的存在会使LED1发光。LED发光将在电源中断时启动，UPS的电池将进行供电。

当然，该电路旨在提供一种更灵活的模式，可以通过使用不同的电池和稳压器来修改它，以提供稳压和非稳压电压。使用两个串联的12V电池和7815稳压器的正输入，可以控制15V电源。

UPS类型

供电电源危害可以以不同的形式出现，例如浪涌、电压骤降、电压尖峰和谐波。出现这些故障会对电子齿轮造成严重损坏，主要发生在生产阶段或动作的关键处理过程中。

为了降低电源失真的风险，UPS系统经常被集成到电网中。电子电源设备制造商可以为各种电气负载设备提供一致、高质量的功率流，这些设备通常用于工业处理应用、医疗服务、应急设备、电信和计算机化数据系统。UPS系统是确保准确供电性能的有用设备。

按照使用形式的不同，目前UPS设备可以分为三种类型，包括：

• 备用UPS
• 在线互动式UPS电源
• 在线UPS

1、备用UPS

备用不间断电源又称离线式UPS，一般用于PC机，该UPS的框图如下所示。该UPS包括一个电池、一个交流或直流和直流或交流逆变器、一个静态开关和一个用于降低 o/p 电压和浪涌抑制器的开关频率的 LPF。

备用UPS系统与开关装置一起工作选择AC i/p作为主电源，并在主电源中断时交换电池和逆变器作为备用电源。逆变器通常依靠备用，只有在电源出现故障并且转换开关定期将负载切换到备用单元时才会触发。这种UPS系统具有体积小、效率高、成本低的特点，制作起来很容易。

2、在线互动式UPS电源

在线互动式UPS电源的框图如下所示，它是小型企业最常用的UPS。在线互动式UPS电源的设计类似于备用UPS，另外，在线互动式UPS电源的设计通常包括一个自动电压调节器(AVR) 或一个分接变换变压器。这通过在i/p电压不同时调节变压器抽头来增强电压调节。

当存在低电压条件时，电压调节是一项重要功能，否则UPS将转移到电池并最终降低负载。使用更普通的电池会导致电池早期失效。该UPS的特点是体积小、成本低、效率高，可使UPS在0.5-5kVA功率范围内。

3、在线UPS

在线式UPS又称双转换在线式不间断电源，这是最常用的UPS，此UPS的框图如下所示。该UPS的设计与备用UPS类似，不同之处在于主电源是逆变器而不是AC主电源。

在该UPS设计中，i/p AC的损坏不会导致转换开关的触发，因为i/p AC正在为备用电池源充电，该备用电池源向o/p逆变器供电。因此，在i/p交流电源发生故障期间，此UPS操作不会导致转换时间。

在上述设计中，逆变器和电池充电器都会改变总负载功率流，从而导致效率降低以及相关的发热量增加。在线UPS提供近乎完美的电气输出性能。但是功率元件的持续磨损降低了进一步设计的可靠性，并且电力效率低下所消耗的能量是UPS生命周期成本的重要组成部分。此外，大型电池充电器汲取的i/p功率经常是非线性的，并且会干扰带有备用发电机的建筑物电源布线。

总结

以上就是关于什么是UPS（不间断电源）、UPS电路图及工作原理等相关内容的介绍，希望大家对UPS概念有更好的了解。

其实，在当今的日常生活中，UPS广泛应用于航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。