从其发展历史来说,经历了两个阶段:旋转式UPS和静态变换式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,尽管其维护简单,也比较稳定,但系统庞大,操作不便,而且效率低,噪声大,电力品质不高,技术条件的限制迫使人们不得不采用这种最简单的解决方案。
随着电脑网络、医疗器械和精密仪器的不断涌现和大量应用,旋转式UPS已难以满足要求。因此随着电力电子技术的发展,另一种形式的UPS---静态变换式UPS便应运而生了,这是我们目前最常见到的UPS类型。
从技术上讲,静态式UPS分为三类:离线式(OFF LINE)、在线式(ON LINE)和在线互动式(ON LINE INTERACTIVE)。一般来说,这种UPS主要有两种工作状态,分别工作于不同的市电环境下。当市电正常时,(指UPS可以接受、认可的电压幅值、频率和波形比负载接受的范围要大),由市电通过UPS给负载供电。UPS对市电进行滤波、稳压和稳频调整后,提供给负载更加稳定和洁净的电源。同时,UPS通过充电器把电能转变为化学能储存在电池中。当UPS侦测到市电异常时,切换到电池供电,通过逆变器(INVERTER)把化学能转变为交流电能,供给负载,以保证对负载的不间断电力供应。这种UPS还有一种旁路(BYPASS)工作状态,它在刚开机或机器故障时,可以把输入经高频滤波后直接输出,保障对负载的供电。
硬件系统是决定UPS主机运行是否可靠的关键性因素,要考察的内容包括生产厂商的技术水平和成熟程度,生产能力和工艺水平;所选用的
元件的品种和质量;电路的先进性和成熟程度等。讲到电路形式和先进水平,在目前各种型号的UPS不间断电源都能满足使用要求的情况下
,确切的结论水平高低和性能优劣是很难的,也是无益的,但是电路结构的不断改进必然给UPS带来新的性能,例如互动式电路结构,尽管
各家的电路形式仍有差别,电路成熟程度不一,但是它们有一个共同点,他们都使用了交流调压电路中的功率补偿原理,这对提高效率降
低逆变器工作强度,从而提高整机运行的可靠性是绝对有好处的。
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、功率因数、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,离线式UPS对负载的保护最差,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。