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本
专
业
引
用
UPS 物流
ＵＰＳ
目录
UPS 是什么
UPS 的作用
UPS 的分类
如何选择合适的 UPS
如何正确使用和维护 UPS
UPS 的发展史
UPS 快递
UPS 手枪
UPS 是什么
UPS( Uninterruptible Power System )，即不间断电源，是一种含有储能装置，以
整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。主要利用电池等储能装置在
停电时给计算机 /服务器、存储设备、网络设备等计算机、通信网络系统或工业控制
系统、需要持续运转的工业设备等提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS
将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS 就是一台交流式电稳压器，同时它还向
储能装置如电池组充电；当市电中断( 事故停电 )时 , UPS 立即将储能装置（如电池
组或飞轮储能系统）的电能 ,通过逆变转换的方法向负载继续供应交流电，使负载维
持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。 UPS 作为保护性的电源设备，它的
性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明
对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整
能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性 ,而电压稳定度则说
明当 UPS 突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。 还有 UPS 效率、输
入功率因数、输入谐波电流含量以及逆变与旁路转换时间等都是表征 UPS 性能的重
要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，
总的来说，后备式 UPS 对负载的保护最差，但效率最高；在线互动式略优之，在线
式则几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此用
户在选购 UPS 时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同 ,而选取不同类
型的 UPS。
UPS 的作用
ups 主要起到两个作用： 一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给
计算机造成损害； 二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪
声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。
UPS 的分类
UPS 已从60 年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化
电路，并且还在继续发展。主流的 UPS 厂商有 APC、山特等，都提供各种级别的 UPS
满足不同用户群的需要。目前，UPS 一般均指静止式 UPS，按其工作方式分类可分为
后备式、在线互动式及在线式三大类。 1. 后备式 UPS：在市电正常时直接由市
电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。
其特点是：结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，
有切换时间，且输出波形一般为方波。
后备式 UPS
2. 在线互动式 UPS：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，
通过 UPS 内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池
逆变供电。其特点是：有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等特点，但同样存在
切换时间。 3.在线式 UPS 在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变
器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变
器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换
时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。目前，
功率大于3KVA 的 UPS 几乎都是在线式 UPS。
在线式 UPS
UPS 按照输出容量大小划分为小容量3KVA 以下，中小容量3KVA~10KVA，中大容量
10KVA 以上。 UPS 按输 入/输出方式可分为三类：单相输入/单相输出、三相输
入/单相输出、三相输入/三相输出。对于用户来说，三相供电其市电配电和负载配电
容易，每一相都承当一部分负载电流，因而中、大功率 UPS 多采用三相输入/单相输
出或三相输入/三相输出的供电方式。 从原理上来说，UPS 是一种集数字和模拟
电路，自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备； 从功能上来
说，UPS 可以在市电出现异常时，有效地净化市电；还可以在市电突然中断时持续一
定时间给电脑等设备供电，使你能有充裕的时间应付； 从用途上来说，随着信
息化社会的来临，UPS 广泛地应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环
节，其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。 从基本应用原理上
讲，UPS 是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。
主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。
如何选择合适的 UPS
根据设备的情况、用电环境以及想达到的电源保护目的，可以选择适合的 UPS；
例如对内置开关电源的小功率设备一般可选用后备式 UPS，在用电环境较恶劣的地方
应选用在线互动式或在线式 UPS，而对不允许有间断时间或时刻要求正弦波交流电的
设备，就只能选用在线式 UPS。 当代电源根据不同情况提供了四种解决方案：
PC 系统电源解决方案； 商用桌面电源解决方案； 经济型小型系统解决方
案； 关键设备与网络中心解决方案。
如何正确使用和维护 UPS
现在不少 ISP(网络服务提供商)为保证自己服务器上的信息能随时被外界访问 ,都
使用 UPS 来持续向服务器供电。UPS 供电系统由主机和蓄电池两部分组成 ,这两部分
价格不但昂贵 ,而且对使用环境特别讲究。如果用户不能正确使用和维护 UPS,不但不
能使 UPS 有效地发挥作用 ,严重时可能会缩短其使用寿命。 (1)对存放重要信息
的计算机进行重点保护
每台计算机都有可能因电源电压不稳定或者由于其他原因引起计算机在使用过
程中突然断电。对于一般计算机来说 ,这种突然断电可能是再平常不过的事情了 ,但如
果对那些存放重要信息的计算机来说 ,可能就会给用户带来不可估量的损失。因此从
保护的实用价值角度出发 ,用户应该只对那些少数的重要计算机进行电源保护 ,以便
让 UPS 保障物有所值。 (2)根据保护对象选择合适的 UPS 如果选购 UPS 是
为了保护存放重要信息的计算机 ,那么必须确保 UPS 能提供额定值正常范围的保护电
压 ,这样在市电出现停电的时刻 ,UPS 能瞬间完成切换到后备电源的过程 ,使计算机在
短时断电时仍能顺畅运行 ,不会出现数据丢失和系统关闭的现象。在市电电源中断时
间超长的情况下 ,UPS 可以启动电源管理软件安全关闭计算机系统 ,保证数据的完整性。
这样 UPS 不仅保护计算机的硬件 ,也保护了硬件内的数据。如果选购的 UPS 是为了保
护网络服务器 ,那么选购的 UPS 除了要具有防浪涌电压功能外 ,还应具有防止数据线
浪涌的功能 ,以确保 UPS 在市电电源停电时可在满载条件下至少运行5min 以上 ,从而
避免网络交换设备受到市电的干扰。另外 ,适配服务器的 UPS 最好还要有智能电池管
理功能。 (3)不能长期按照额定功率来运行 UPS 在许多人看来 ,要充分发挥
UPS 的功效就应该让 UPS 一直在额定功率状态下运行。这样虽然正确 ,但是如果 UPS
长期满载运行可能会大大缩短其使用寿命。UPS 使用的原则应该是让 UPS 尽量用于
关键设备 ,而不是把根本就没有必要进行电源保护的设备都连接到 UPS 上 ,这样只能
额外加重 UPS 的运行负担 ,缩短其使用寿命。正确的做法是适度控制好 UPS 的负载率 ,
保证 UPS 的负载量不超过其额定功率的85%。当然也没有必要让 UPS 过分低载运行。
(4)后备式 UPS 不宜用在对电源敏感的设备上
后备式 UPS 平时处于蓄电池浮充状态 ,在停电时逆变器切换到工作状态 ,将电池
提供的直流电转变为稳定的交流电输出 ,不过这种 UPS 存在一个切换时间的问题 ,不
适合用在对电源敏感的设备保护上。因为尽管这种 UPS 切换时间很短 ,但是对电源敏
感的设备 ,例如一些控制精度非常高的设备来说 ,不但要求电源电压要持续 ,而且还必
须稳定 ,一旦电源有微小的波动 ,其工作状态就能发生很大的变化。 (5)应确保 UPS
的配电柜使用的是空气开关
为了确保 UPS 的使用安全 ,还必须注意 UPS 配电柜使用的开关 ,因为如果接 UPS
的配电柜采用普通的老式闸刀开关 ,这种开关在接通或者断开电源的时候会有拉弧的
现象 ,这种现象会产生突发尖端电流 ,从而对市电电源产生额外的干扰。如果配电柜采
用的是新式空气开关 ,就可以利用空气开关的消弧功能来避免拉弧现象 ,从而确保市电
电源的稳定性。另外旧式开关由于采用的是熔断式保险丝 ,在电流响应方面比较迟钝 ,
这样一旦遇到短路或者其他特殊情况时 ,就不能及时切断电源。 (6)保护服务器的
UPS 应具有智能管理功能
服务器是网络中的核心 ,网络中所有重要的信息全部存放在其中 ,一旦服务器发生
意外 ,整个网络可能就处于瘫痪状态。为了能及时对服务器的任何异常作出响应 ,这就
要求与服务器相连接的 UPS 具有智能管理功能 ,例如对服务器的供电能进行自动管理
和调整 ,或者说当电源遇到突发故障时 ,UPS 能自动关闭服务器的操作系统并关闭其电
源。另外 UPS 的智能功能还包括将服务器的有关信息通过网络传递给操作系统或网
络管理员 ,以便服务器管理人员能实时地进行远程控制和管理。 (7)让蓄电池在合
适的环境中工作
对于电源柜内的铅酸蓄电池 ,用户能做哪些维护工作呢?其实 ,对蓄电池所做的维
护工作最重要的就是让蓄电池在合适的环境中工作。因为蓄电池对工作环境的温度有
较高要求 ,温度适宜可以让蓄电池发挥出最佳潜能 ,而且还会延长蓄电池的使用寿命。
为此 ,尽可能地让蓄电池的工作环境温度保持在25℃左右 ,如果温度过高会缩短蓄电池
使用寿命;温度太低 ,UPS 达不到标称的延时。另外在组装蓄电池时 ,要千万注意不能将
容量不同、出厂品牌不同的电池混合使用 ,这样会让 UPS 的实际使用效果大打折扣。
(8)所选 UPS 的容量应该与保护对象的功率相匹配
不同容量大小的 UPS 在价格上相差是很大的 ,如果选择的 UPS 容量低于负载功
率 ,那么 UPS 就不能正常对这些设备提供电源保护 ;相反 ,如果选择的 UPS 容量明显高
于负载设备功率 ,UPS 使用容量必然只能达到需要保护的设备的功率 ,那么 ,功率高的
那一部分所花费的资金就浪费了。因此用户在选择 UPS 时最好先把需要保护的设备
的功率计算一下 ,然后再选择一个容量至少和负载要求一样大的 UPS。当然 ,如果用户
需要保护的设备在将来可能会增加的话 ,可以在现有基础之上适当考虑一些余量。
(9)不要把电感性负载连接到 UPS 上
由于电感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间 ,会产生振荡电流 ,这种电流的
峰值将远远大于 UPS 所能承受的电流值 ,这种振荡电流很容易引起 UPS 的瞬时超载 ,
如果超载的次数很多 ,将会大大缩短 UPS 的使用寿命 ,因此建议不要把一些不重要的
电感性负载 ,例如把电冰箱或者空调之类的家用电器连接到 UPS 上。 (10)在选购
时要学会检测 UPS
为了检验选购的 UPS 是否符合实际需要 ,在选购 UPS 之后 ,还必须通过现场测试
来确认一下所选的 UPS 是否与实际需要相符。测试时主要检查的内容包括对 UPS 的
启动检查、报警和自动关机检查、电池供电/充电时间检查、市电/电池切换点检查等。
检测 UPS 能否对计算机提供断电保护简单的方法就是突然拔掉 UPS 的电源插头 ,如
果计算机能继续正常运行 ,则认为 UPS 能胜任保护工作。
UPS 的发展史
· 初期的不间断电源装置是旋转型的 ,它是采用柴油发电机(以下简称“油机”)一电
动机一发电机组来实现电能的。变换在正常情况下，市电供给电动机，电动机去带动
发电机，把发电机发出的电供给负载。电源系统中的飞轮惯性很大，它是一个贮能装
置，当市电发生断电时，电动机就停止运行，这时靠飞轮的惯性使发电机继续发电，
同时立即起动油机供电，从而使负载不断电。这种不间断电源装置运行稳定可靠、维
护简单，方便但笨重，效率低噪声大，操作控制也不灵活 。 由于电力半导体器
件的发展，特别是可控硅制造工艺的不断改进，质量不断提高，价格逐步降低，便开
展对静止型不间断电源装置的研制。于是在60年代初，出现了用可控硅制成的静止型
不间断电源装置，它以可控硅组成电能变换电路，用蓄电池作为贮能元件，当市电发
生断电时，由蓄电池代替整流器向逆变器供电，从而使负载不断电。它与旋转型电源
装置相比，没有电动机、发电机和飞轮之类的旋转体，因此具有重量轻、效率高、噪
声小、操作控制灵活等优点。但它过载能力差，系统结构也比较复杂，维护技术要求
高。从60年代到70年代，这种不间断电源装置发展得很快，使用也很广泛。它采用了
波形叠加技术，主电路采用可控硅。由于可控硅不能自关断，因此逆变器需要换向电
路，同时逆变器输出的电压需要进行滤波，而换向电路和交流滤波电路都是出电感和
电容所组成。它们的出现不但增大了体积，而且惯性大，使电源装置输出的动态性能
变差，同时由于大电流可控硅频繁地工作，使电网波形变差干扰其他用户 。 · 到
了80年代，就利用自关断的巨型功率晶体管(UR)来制作成实用的静止型不间断电源装
置，这样既省去了换向电路，简化了主回路，减小了体积，提高了效率，改善了动态
性能，也提高了可靠性。但由于功率晶体管是一种少数载流子工作的半导体器件，它
要求的驱动电流较大，对器件各参数的选择也要求严格，随后又发展到利用自关断的
功率场效应晶体管。 · (MosFET)来制作成实用的静止型不间断电源装置。功率
场效应晶体管是多数载流子工作的器件，它采用电压驱动。因此没有存储时间，从关
断到开通的速度很快。所需的驱动功率也小，所以用功率晶体管和功率场效应晶体管
制作成的静止型不问断电源装置，目前使用得很广泛 。 · 到了90年代，就利用
绝缘栅双极晶体管(IGBT)来制作成实用的静止型不间断电源装置，绝缘栅双极晶体管
是一种由双极晶体管和功率场效应晶体管的组合器件，既具有功率场效应晶体管的栅
极电压可控的特性和快速开关的特性，又具有双极晶体管的大电流处理能力和低饱和
压降的特点，因此用它制成的不间断电源装置具有广阔的发展前途。
UPS 快递
UPS 快递 (UPS Express )于1907 年作为一家信使公司成立于美国，通过明确地致力
于支持全球商业的目标，UPS 如今已发展到拥有 300 亿美元资产的大公司。如今的
UPS，或者称为联合包裹服务公司，是一家全球性的公司，其商标是世界上最知名、
最值得景仰的商标之一。作为世界上最大的快递承运商与包裹递送公司，同时也是专
业的运输、物流、资本与电子商务服务的领导性的提供者。
