电脑里面配备一台“不间断电源——UPS”有什么用?

电脑里面配备一台“不间断电源——UPS”有什么用?,第1张

电脑的核心部件是中央处理器——CPU,它的功能是高速、准确地执行人们预先安排的指令。CPU执行的指令、用于计算的原始数据、计算时的中间结果和计算的最终答案都需要以CPU能够接受的形式存放在计算机中。CPU本身包含有少量存放这些数据的机构,称为寄存器,只用于存放当前的瞬间正在被使用的数据,其余的大量数据,则被存放在称为存贮器的部件中。

电脑的内存贮器目前一般用半导体器件组成,通过电路与CPU相连,CPU可以向其中存入数据,也可以从中取得数据。内存中有一小部分用于永久存放特殊的专用数据,CPU对它们只取不存,这一部分称为只读存贮器,简称ROM,其余部分可存可取,称为随机存贮器,简称RAM。内存的大部分由RAM组成,在计算机工作时,它能稳定准确地保存数据,但这种保存功能需要电源的支持,一旦切断电脑的电源(关机或事故),其中的所有数据立刻完全丢失。所以许多电脑都配备一台“不间断电源——UPS”。在电网电源停电的瞬间,能够立即自动将电瓶中的直流电逆变成220伏的交流电,供电脑应急使用。这样就能防止资料的丢失。

一、为什么需要 UPS ?

一方面, UPS 不间断电源,顾名思义在市电发生停电时为我们提供一定能力的备用持续供电,使我们的电脑或设备等的工作不致中断。

而人们往往会忽略的是,在为我们提供电力的公共电网中,上面连接着不计其数各式各样的负载,其中的一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获取电能,反过来也会对电网本身造成影响,造成市电电压波形畸变或频率漂移,恶化电网或局部电网的供电品质。而一些意外的、人为的或自然的情形,如地震、雷击、输变电系统断路或短路,对于整个电网来说,随时都可能发生或存在,也就会同时危害到电力系统的正常供应,影响电力供应的品质,从而影响到负载的正常工作。

市电供电电源质量一般为:电压波动 ±5% ,频率 50Hz±0.5 Hz 。而通常的情况是,有的地方,有时甚至大部分时间都达不到这个标准,尤其以我国偏远地区为甚。各种来自内部和外部的因素对我们所处的电网形成污染或干扰,有时这种污染甚至十分严重。也就是说,我们的电脑或设备的硬件和信息、资料等,随时都在遭受威胁。造成这些污染和干扰的因素具体分为:

1 . 电压浪涌:指输出电压有效值高于额定值 110 %,而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时,电网因突然卸载而产生的高压。

2 . 电压尖峰:指二分之一周期至 100ms 期间内,叠加达 6000kV 以上的电压脉冲。这主要由雷电、开关 *** 作、电弧式故障和静电放电等因素造成。

3 . 电压瞬变:指峰值电压高达 20KV ,但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于电压尖峰,只是在量上有区别。

4 . 噪声电压:指射频干扰 (RFI) 和电磁干扰( EFI )以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等,都会引起线噪声干扰。

5 . 过压:指超过电网电压正常有效值一定百分比的稳定高电压。一般是由于接线错误,电厂或电站的误调整,附近重型设备关机。对单相电压而言,也可能是由于三相负荷不平衡或者是中线接地不良等原因造成。

6 . 欠压:指市电电压有效值低于额定值,并且持续较长时间。其产生原因包括大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载。

7 . 电压下陷:指一个或多个周期电压低于 80%~85% 额定电压有效值。主要由于附近重型设备的启动或者电机类机器启动造成。

8 . 频率偏移:系指市电频率的变化超过 3Hz 以上。这主要由应急发电

机的不稳定运行,或由频率不稳定的电源供电所致。

9 . 电源中断:电源中断是超过一个周期的无电状态。产生原因有线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。

综上所述,为了保证计算机的正确运行,为了实时控制信号不出现丢失,为了保证设备的安全运行,人们对供电电源质量提出了越来越严格的要求。

二、什么是 UPS ?

我们所说的 UPS 就是不间断电源系统,它是英文 Uninterruptible power supply system 的缩写。

UPS 是伴随计算机和通信设备的诞生而出现的,作为电子信息系统的外围设备 , 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。

UPS 可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象,使计算机等电子信息系统和精密仪器的工作更安全而可靠。被称为 " 计算机的生命线 " , " 是电脑及其它先进仪器不可缺少的电源保护天使 " 。因此,随着电子信息技术及应用的普及和发展, UPS 在我们的生产、工作和生活中,将占据重要的一面。

三、 UPS 的分类

从运作方式上可分为旋转型 UPS 和静止型 UPS 。旋转式 UPS 由整流器、电池、直流电动机、柴(汽)油机、飞轮和发电机组成。在市电供电情况下,电动机带动飞轮和发电机给负载供电;当断电后,由于飞轮的惯性作用,会继续带动发电机的转子旋转,从而使发电机能持续给负载提供电源(电能 - 动能 - 电能),起到缓冲的作用,同时启动柴(汽)油机。当油机转速与发电机转速相同时,油机离全器与发电机相连,完成从市电到油机的转换。这是 UPS 的较早形式,动态 UPS 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。

随着半导体技术的发展, 1960 年以后,采用了大功率逆变技术和强电流电子开关,来实现大功率的电能转换。这种电能转换电路,不论是主电路还是其它控制电路,均采用半导体固定器件,故称为固态不停电电源或静止型不停电电源,简称静态 UPS 。它更能适应于当今电脑网络、医疗器械和精密仪器等的普遍应用中。

通常我们把静态 UPS 依技术和设计架构分为三类:后备式、在线式及在线互动式。依输出波形区分为:方波、正弦波、阶梯波。依容量分为小型 UPS : 10KV 以下;中型 UPS : 10KV 以上, 100KV 以下;大型 UPS : 100KV 以上。依后备时间上则分为标准型和长效型。

后备式( OFF LINE ) UPS 的含义是指,在外电电网电压正常时, UPS 的任务主要对自身蓄电池进行充电,其输出电压基本就是输入电网的电压。这种 UPS 有一定的转换时间(通常小于 10ms ),不能抑制和隔离电网中的各种噪声和干扰,输出的电压不是稳压稳频的,最多是进行简单的调压。这种 UPS 线路简单,成本较低。例如力迅 NT 系列后备式 UPS ,虽然在于后备式 UPS 中,已经尽大限度的进行了全范围的,包括低端和高端部分的稳压(值的注意的是,市面上很多后备式 UPS 只有简单的稳压,甚至完全没有稳压功能),但是相对于在线式和在线互动式而言,这种稳压毕竟是简单的,低层次的。

在线式( ON LINE ) UPS 的含义是指,即使在电网电压正常供电时, UPS 的输出,也是将外来电压经过本身的加工转换后再供给负载,也就是说,即使是在电 网电压正常时,市电也是经过变压器 ->整流滤波 ->逆变器 ->开关 S3 ( S3 闭合, S2 断开) ->输出。这种 UPS 无论在市电正常时将市电隔离,还是供电异常时转由蓄电池供电,逆变器始终处于工作状态,都能供给负载纯净的电源,并保持 0 中断时间。这样负载即使是实时控制信号,也不会因为市电异常而丢失或差错。如力迅 CP 系列,为您提供始终如一的高品质电源供应。

在线互动( Line-Interactive ) UPS 则是指,在输入市电正常时, UPS 的逆变器处于反向工作给电池组充电,在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作,将电池组电压转换为交流电输出,因此在线互动式 UPS 也有转换时间。同后备式 UPS 相比,在线互动 UPS 的保护功能较强,逆变器输出电压波形较好,一般为正弦波,而其最大的优点是具有较强的软件功能,如 Netion 力迅 A-Smart 系列 UPS ,随机带有监控软件,可以方便的上网进行 UPS 的远程控制和智能化管理。

您好!

(一)电气性能

1.不要过份追求对UPS电源常规电性能指标的要求。

诸如转换时间、电压和频率稳定精度、波形失真度等,对负载而言对这些指标的要求并不苛刻,事实上当前上市的各品牌的UPS电源在这些指标上都可以满足负载的要求,不应该成为评定优劣的关键标准,更不应该作为是否选用的条件。至于抗干扰能力,这是必须具备而又难以检测的一项指标,使用者要考查UPS电源(包括在线式)电路结构中是否有高频滤波环节和配置。

2.不应忽视对UPS电源输入功率因数和谐波电流大小的要求。

输入功率因数低和输入电流谐波成份大意味着干扰破坏电网,对电网形成电力公害,影响在同一电网中其它用电设备的正常运行,加大电网以及供电系统中其它设备和部件的功率容量。特别是大功率UPS电源,一般都是双逆变在线式结构,由于输入端有整流电路,其输入功率因数只有0.8,而谐波电流高达25-30%,也就是说,如果UPS电源由电网引入的有功功率为80千瓦,同时也就有60千无功功率,在电网与UPS之间流动,这对电网的影响是相当严重的,如果由柴油发电机带动这样的UPS,就需要发电机的功率容量是UPS电源功率容量的2.5-3倍。

3.应该重视对UPS电源输出能力和可靠性的考察。

UPS电源的平均无故障间隔时间MTBF仅仅是一个估算可靠性的参数,影响此数值的因素很多,是一个无法检测的参数,而UPS电源输出能力的各项性能指标,都是可以量化的可靠性指标,在同等运行条件下,效率高、输出电流峰值系数和浪涌系数大、过载能力强的UPS,其可靠性必然高,这是毋容置疑的道理。事实上,同真实的电网能力比较,以上这些指标实际上是UPS电源对负载的限制,限制就意味着UPS本身能力的不足。具体的说,效率低意味着UPS本身损耗大,发热量大,这会加快主要功率半导体器件的老化,降低使用寿命。输出电流浪涌系数低迫使UPS在负载启动的瞬间转旁供电,待启动过程完成后,再转回逆变器供电,这个过程是存在转换时间的,同时增加了故障的几率。输出电流峰值系数只有3:1是不够的,为了满足特殊负载的要求,此系数应提高到5:1。至于输出功率因数为0.7(容性),这就意味着当负载为纯阻或者感性时,UPS电源的输出能力就大幅度地降低。

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(二)从可靠性/可用性角度的考虑

可靠性对于UPS电源来说,其最重要的使用特性无疑是UPS电源产品本身的可靠性。UPS电源技术发展到现在的阶段,各种品牌UPS电源的电压/电流输出,转换时间,频率稳定等参数全部都能满足所带计算机设备的需求。用户更需要比较的是产品本身质量和设计方面的因素所带来的可靠性差别。

可用性使用UPS电源的根本目标是为了保证用户的设备或负载达到最高的可用性,即确保系统的不间断运行。同样,UPS电源设备本身的可用性也成为用户选择UPS电源设备的最重要的衡量指标。从UPS电源的内部结构来看,传统的UPS电源在工作时,一方面通过外部电源向内部电池或电池组充电的同时,也要通过电池或电池组向计算机或其它设备进行供电。所有的电池或电池组对于UPS电源系统来说是一个整体,在功能和使用上没有区别,当其中的某一块电池发生故障后,UPS电源管理系统不能对它进行及时的关闭和替换,只能报告发生了系统故障,然后由管理人员手工进行更换,如果未能进行及时的更换和修复,就会发生电力供应的中断。在更换电池或电池组的时候,需停止UPS电源的工作,此时由UPS电源所支持的计算机系统的工作便也需要暂停。所以,如何实现UPS电源的真正不间断工作一直是困扰业界的一个难题。在传统的6-20KVA即中型UPS产品中,一直存在着单台UPS容易出现单点故障、容错能力低于网络部件的问题,唯一的保障措施是多购买一台UPS电源以作备用。这样存在着两个问题:价格昂贵,这是显而易见的,因为为同样的负载提供电源保护,你需要化双倍的钱;另一个问题在你的系统有变化或扩展时便会遇到,那就是无法扩展。冗余热备份技术是保证设备可用性的重要途径,选择具有冗余性UPS电源系统是解决上述问题的最有效的办法。

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(三)全面保护

由于企业级用户对网络系统的可用性要求很高,所以网络系统需要全面的电源保护方案,而不是简单地做一个"后备电源"。这个保护方案应该在保障"不间断供电"的原则下,尽可能地提供基于电力供应的全方位的保护,如消除电网杂讯、抑制电网波动、防雷击等,并最大限度地与信息系统的其他部件实现技术或物理模块上的整合,形成一个智能的、层层递进式的立体保护网。

对应组成网络的四个主要组成部分,网络电源保护也分为对关键业务服务器的电源保护、对工作站和PC的电源保护、对网络互连设备的电源保护和对数据传输线路的电源保护四部分。该策略主要有以下几个内涵:

1.对于单纯的硬件而言,电源保护不是最重要的,真正重要的是对网络可用性的保护。

2.网络系统更加复杂,数据要求更加严格,对关键设备的保护更加重要。

3.在设计电源保护方案时应该综合考虑对关键服务器、工作站和PC、网络互连设备、数据传输线路等方面的保护,优化对整个网络的电源保护。

4.在设计电源保护方案时,应关注电源保护系统的管理。能将有关信息通过网络传递给 *** 作系统或网络管理员,便于进行远程管理,节省时间和资金。

希望对您有所帮助!

望采纳 ,谢谢


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