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不間斷電源 (UPS) 是外科手術(shù)室、跨國企業(yè)和任務關(guān)鍵型軍事行動中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施
2024-08-02
不間斷電源 (UPS) 是外科手術(shù)室、跨國企業(yè)和任務關(guān)鍵型軍事行動中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。當常規(guī)電網(wǎng)電源發(fā)生故障時，UPS 系統(tǒng)可提供實時備用電源，讓用戶繼續(xù)工作。此外，它們還提供清潔能源，防止電子子系統(tǒng)受損。
UPS 系統(tǒng)有多種類型，每種類型都非常適合特定的應用和電力需求。讓我們來探索一下 UPS 的工作原理以及如何保持運營。
UPS 系統(tǒng)部件和型號
除了電源的典型組件外，UPS 系統(tǒng)還包括以下部分：
電池： UPS 最重要的部件之一是電池，它可以內(nèi)置于 UPS 中，也可以安裝在外部。電池大小通常決定了 UPS 在備用模式下供電時間。
充電器或整流器：充電器利用直流電給蓄電池充電，并給逆變器供電。
逆變器：逆變器將電網(wǎng)輸入的電力轉(zhuǎn)換為干凈的交流電。它可以抑制電壓異常(如浪涌和電壓驟降)，并保持干凈穩(wěn)定的交流電輸出。當交流電斷電時，逆變器將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換為干凈的交流電。這種干凈耐用的電源對延長電子設(shè)備的使用壽命大有裨益。
靜態(tài)開關(guān)：靜態(tài)開關(guān)可在不中斷電源的情況下將負載從逆變器和公用設(shè)施轉(zhuǎn)移至電網(wǎng)。此可選功能旨在當 UPS 系統(tǒng)發(fā)生故障時將電力恢復到電網(wǎng)。這可確保在更換發(fā)生故障的 UPS 系統(tǒng)時系統(tǒng)不會完全癱瘓。
UPS 系統(tǒng)有落地式和機架式兩種類型。機架式 UPS 適合標準 IT 機架和其他機柜，便于連接設(shè)備，為機架中的其他設(shè)備(如服務器)供電。
您可能在 UPS 旁邊發(fā)現(xiàn)的另一個部件是配電單元 (PDU)。PDU可以控制和分配電力到各種設(shè)備，但 UPS 則為其供電。
UPS 電池由什么制成?
現(xiàn)代 UPS 系統(tǒng)中最常用的是鋰離子和密封鉛酸 (SLA) 電池。鋰離子通常是更好的選擇，在許多方面都優(yōu)于 SLA 電池。鋰離子電池是目前能量密度最高的電池之一，在需要時可以滿足短時間的高功率需求。它們的內(nèi)部損耗低，不會出現(xiàn)與某些舊電池類型相關(guān)的記憶效應。
鋰離子電池的其他優(yōu)點包括壽命更長、重量更輕、充電速度快、使用壽命非常長(通常為十年)。
UPS 運行模式
UPS 通常以以下三種模式之一工作：
離線或待機：當輸入功率下降或超出可接受范圍時(例如在斷電、電壓驟降或電壓突波期間)，離線 UPS 將切換到電池供電。待機 UPS 系統(tǒng)是最基本的類型。它們有輕微的延遲，通常約為 0-10 毫秒。雖然這通常足以讓入門級系統(tǒng)保持運行，但對于敏感或任務關(guān)鍵型電子設(shè)備來說太長了。這些通常適用于家用電腦，但不建議用于收銀機、數(shù)據(jù)中心、手機信號塔、軍事等關(guān)鍵系統(tǒng)。
在線或雙轉(zhuǎn)換：雙轉(zhuǎn)換 UPS 提供近乎完美的合成交流電，即使輸入電源質(zhì)量較低。這些系統(tǒng)使用整流器和逆變器的組合將輸入交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。電池始終處于電路中，但一旦輸入交流電斷電就會切換。由于沒有延遲機制，它們的傳輸時間為零。換句話說，負載系統(tǒng)始終從 UPS 獲得干凈的交流電，而不是直接從墻上電源獲得。這些系統(tǒng)的成本高于離線 UPS 系統(tǒng)，但它們最適合數(shù)據(jù)中心、安全通信、應急管理等任務關(guān)鍵型系統(tǒng)。
在決定是否需要 UPS 時，請考慮以下因素：
設(shè)備成本和潛在停機時間
設(shè)備對劣質(zhì)電源的敏感度
設(shè)備是否支持關(guān)鍵任務操作
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