不间断电源 (UPS)的分类与选型指南

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UPS 是什么？
UPS 的目的是在感知到输入电源出现故障时为负载提供应急电源（通常按铅酸电池）。它们不同于应急电源系统或独立生成器，因为它们使用电池（可以是超级电容或飞轮）针对电源中断提供近乎瞬时的保护。
电池本身的运行时间通常很短（大约 5-20 分钟），但这应该足以保存您完成的所有重要数据/进度，从容地关闭所有内容，或解决导致中断的问题。
UPS 可用于保护数据中心、计算机和其他电子设备之类的硬件，如果其中出现不可预测的峰值/下陷，则可能会导致数据丢失、业务中断甚至伤亡等严重问题。
不间断电源有三种类型：静态、动态（旋转）和混合。静态类型使用电力电子转换器，动态类型使用电磁引擎（生成器和电机），混合类型使用（您猜）静态和动态的组合。让我们看一看这些拓扑在电子设备中的常用情景。
1.离线/备用 UPS
离线/备用 UPS 是三种使用情景中最基本的一种。它提供轻量峰值保护和备用电池。在正常操作中，它会从其主电源（通常是 AC 插座）获得电力。一旦它感知到主电源超出可接受限制或出现故障，便会切换到“离线/备用”电池，然后它会进入 DC/AC 逆变器 – 因此主电源和电池之间会有短暂的传输时间。
离线/备用 UPS 通常是如何运作的？
大多数离线/备用 UPS 都有一个开关，可通过主电源或电池元器件运行。大部分电量都在电池元器件中，主电源会进入为电池充电的 AC/DC 整流器。之后，它会进入 DC/AC 逆变器以便输出到负载。

                               
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图 1：离线/备用 UPS。
2.在线/双转换 UPS
在线/双转换 UPS 不同于离线/备用，因为 DC/AC 逆变器始终保持连接。这意味着，主电源和电池之间没有传输时间，从而可针对峰值、下陷、电噪音和完全电力中断提供更强的保护。
在线/双转换 UPS 通常是如何运作的？
双转换 UPS 中的主电源会进入 AC/DC 整流器（即使在正常操作过程中），因此它每次都必须通过 DC/AC 逆变器，故称“双转换”。

                               
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图 2：在线/双转换 UPS。
3.在线交互式 UPS
在线交互式 UPS 采用与离线/备用类似的设计，但也具备在线/双转换的特性。在线交互式设计可以使用多插头可变电压自耦变压器或降压-升压型转换器，处理小规模的欠电压和过电压（与标准电压相差大约 20%）。即使在这些小规模的欠/过电压过程中，也不会使用电池，并且在出现规模较大的欠/过电压之前，电池仍会保持充电状态。
在线交互式 UPS 通常是如何运作的？
这种设计与离线/备用类似，但它在主线上具有自耦变压器或降压-升压型转换器。这会提升（对于欠电压）或降低电压（对于过电压）。

                               
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图 3：在线交互式 UPS。
哪个类型适合？
我们制作了一个简易表来分析每种类型的不间断电源的优点和缺点。

                               
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张伟2580

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