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UPS的分类方式都有哪些?你全都知道吗?

众所周知,UPS是一种含有储能装置的不间断电源,是能允许计算机在主电源丢失时保持运行至少一小段时间的设备。UPS包含一个电池包,当设备检测到主电源断电时,该电池包就会“启动”,给部分对电源稳定性要求较高的设备提供不间断的电源。


今天,我们主要从UPS的电路结构形式和基本特点等方面出发,介绍6种关于UPS的主要分类方式,丰富大家对UPS的认识,帮助相关人员根据UPS的分类更好的选择适合的UPS产品。


 (1)按运作方式分类


 ●动态式UPS


动态式UPS由整流器、电池、直流电动机、柴(汽)油机、飞轮和发电机组构成,是UPS的早期形式,具有稳定可靠,维护技术比较简单的优点。但设备庞大笨重,效率低、噪声大,目前应用不多。


 ●静态式UPS


 静态式UPS采用了大功率逆变技术和强电流电子开关,实现大功率的电能转换,更能适用于当今IT行业、自动化控制和精密仪器等的普遍应用。


 (2)按工作原理分类


 ●后备式UPS(off line)


逆变器并联连接在市电与负载之间。


有市电时,市电通过开关后直接供给负载,逆变器不工作;市电通过充电器给电池充电;停电后,启动逆变器,把电池储存的能量通过逆变器和开关供给给负载。


 ●在线式UPS(on line)


  不管市电正常与否,负载所用的交流电压都要经过逆变电路,即在线式UPS电源的逆变器始终处于工作状态。


 ●在线互动式UPS(line interactive)


在线互动式UPS是基于在线式UPS发展起来的一种新技术,其电池、逆变器和输出始终处于连通状态,逆变器与充电器合二为一。


在市电供电状态下,逆变器反相工作,为蓄电池充电;市电异常时,转换开关断开,由蓄电池提供输出。



 (3)按输出波形分类


 ●正弦波输出


正弦波的波形和电网上或者发电机发的波形是一样的,甚至比电网上获取的电的波形还要完美。正弦波UPS一般只在容量超过5KVA的机组,或者在线式以及部分在线互动式机组上才出现,除非后备机组容量非常大,不然很少见。


正弦波不挑负载,可作逆变器单独使用。正弦波输出的UPS电源适合阻性和感性负载。通常所见到的灯泡,电炉,饭锅等属于阻性负载,电扇,电源变压器属于感性负载。适用的范围宽,价格较高。


 ●方波输出


一般数字信号存在0和1两种状态,形成了我们所看到的方波,因其频率是一定的,更多的时候呈现在我们面前的是矩形波。在线互动式UPS和后备式UPS在电池放电进行逆变时是方波输出。


采用方波系统的UPS电源不会在很大的机组上出现,通常是在几百伏安的小容量且是后备机组的UPS里出现。


●阶梯波输出


 阶梯波是方波的特殊形式,它介于方波与正弦波之间,这种波形输出的UPS适合对电源要求不特别严格的负载使用。



 (4)按供电体系分类


一般来说,输入形式主要取决于对现场三相电平衡度的影响程度,输出形式主要取决于UPS输出线径及功率元件的容量。


 ●单进/单出


UPS单相输入单相输出供电体系:单相220V输入,单相220V输出。


因容量比较小,单入形式的UPS不会对入户市电的三相配平衡问题造成麻烦。主要应用在10KVA容量以下系统。


 ●三进/单出


UPS三相输入单相输出供电体系:三相380V输入,单相220V输出。


主要应用在10~80KVA容量的系统,个别场所可扩大到在5~160KVA容量的系统。对于工业用户,由于用电设备的分散性和跨专业的用电管理方式,一般倾向于使用三进单出的UPS产品。


 ●三进/三出


UPS三相输入三相输出供电体系:三相380V输入,三相380V输出。


随着负载容量的增大,在输入三相形式的基础上,输出也采用三相形式,使每个单相输出的电流不至过大。主要应用在20KVA容量以上系统。


 (5)按备用时间分类


● 标准型:UPS备用时间为5~25分钟


 一般来说,标准型机内带有电池组,在停电后可以维持较短时间的供电(一般不超过25分钟)。


 ●长效型:UPS备用时间为1~8小时


长效型机内不带电池,但增加了充电器,用户可以根据自身需要配接多组电池以延长供电时间,厂商在设计时会加大充电器容量或加装并联的充电器。


 (6)按有无隔离变压器分类


 ●工频UPS


 工频机是以传统的模拟电路原理设计,由晶闸管(SCR)整流器、IGBT 逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS。工频机对隔离变压器的使用,在很大程度上提升了UPS的可靠性。


 ●高频UPS


高频机通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。IGBT 可以通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断, IGBT 整流器开关频率通常在几千赫到几十千赫,甚至高达上百千赫,远远高于工频机,因此称为高频UPS。


 (7)按结构形态分类


 ●塔式UPS


 外形和结构与立式PC相似,但主机机箱比标准的ATX机箱要大,需要预留足够的内部空间便于日后进行硬盘和电源的冗余扩展。


 ●模块化UPS


安装在标准机架上,结构类似于服务器,可以安装在19英寸标准服务器机柜内部,通过导轨固定在标准网络机柜内。



以上这些主流的分类方法,有的反映了UPS技术发展的阶段性,有的反映了技术实现的手段。另外,还有按输出功率(微型/中型/大型),按电池位置(内置式/外置式),按应用领域(商用UPS/工业UPS)分类等。


因此,UPS的各种分类方式也在一定程度上体现了UPS的不同性能和不同的应用场合。各种UPS的出现和存在与当时的电路技术水平、半导体器件的发展水平,以及实际应用的需要等多种因素有密切的关系。


当前为IT设备和系统供电的主流产品是静态UPS,包括后备式、在线式和在线互动式。而当代数据中心供电系统配置的主要是在线式UPS,我们将在下次分享时对在线式UPS及其拓扑结构形式作重点介绍。

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