大家知道硬盘是存储信息的重要设备，在工作过程中不允许突然中断其正常工作，否则就很可能会导致数据丢失、盘体损坏等问题。很多时候硬盘上存储的数据比硬盘本身要贵重得多，一旦出现这些问题损失将不可估量。于是一种能提供安全、净化、无间断的电源设备——UPS就应运而生。UPS（Uninterruptible Power System）即不间断电源，简单说是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的电源设备。主要用于给计算机、网络系统或其它精密电力电子设备提供稳定的不间断的电力供应。当市电压输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断时，UPS立即将机内电池的电能，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，最大限度保护负载软、硬件不受损坏。随着价格的不断下降，UPS正从银行、证券等少数特殊部门走出，得到了越来越广泛的应用。
   　　
   一、UPS发展历史
   　　最早的UPS现在看起来是个非常古怪的东西：采用了非常原始的机械储能方式，是带有一个大飞轮的电动机——发电机组，在发电机上带有一个数吨重的飞轮，市电停电后该发电机可以维持正常供电数秒钟。现代的逆变式UPS问世后，在近十几年中得到了迅速发展。就其技术性能讲，它走过了从方波到正弦波、从离线式到在线式、从小功率到大功率、 从常规延时（分钟级）到长延时（小时级）、从简单不停电供电到智能化操作和处理功能的发展历程。随着蓄电池和半导体技术的发展，其控制电路也发展很快，由开始的立分元件的简单控制发展到今天的微处理机控制，由硬件控制又发展成软件控制，如软件滤波器；甚至光纤通讯也被引入UPS，而且，微处理机也已被广泛应用于小容量的UPS中，甚至还专门为蓄电池的监控设立了微处理机，以保持电池的非常好的状态。
  
   随着计算机网络结构的扩展，现在在网络中应用的UPS不再只是单纯的电源设备，而逐步成为整个网络中电源的管理中心，UPS由最初单纯不间断供电已发展到今天的智能化、多功能。新型的UPS本身融合了多种新技术， UPS不仅是提供不间断电源的工具，而且当作为负载的设备在无人值守时，当市电故障后，UPS可以按照事先的约定顺序关机，甚至还可以自动发传呼或E-mail给管理者。现代的UPS与服务器上的软件协同工作，还能实现事件记录、故障告警、UPS参数自动测试分析、调节等多项功能，提供了完全的电源管理解决方案。现在有些UPS甚至可以对环境温度、湿度和烟雾等进行监视。
  
   　　UPS的智能化还表现在加强UPS的节能功能即所谓“绿色UPS”上。“绿色UPS”可以减少PC系统使用的电能量，既降低了费用又保护了环境。比如“绿色UPS”在检测到打印机长时间空闲后,就会把打印机的电源关闭。当出现打印排队请求时，UPS可以马上给打印机恢复供电，随着“绿色UPS”的出现，为节约能源又提供了理想的解决方案。
  
   二、UPS的种类及工作原理
   　　UPS的基本工作原理如下：当市电正常时，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。此外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。
  
   从技术上讲，UPS可以分为三大类即：后备式（OFF LINE）、在线式（ON LINE）和在线互动式（ON LINE INTERACTIVE）。从原理上看，后备式UPS在当市电的电压和频率满足UPS的输入要求时，UPS将市电通过一个自耦变压器进行必要的电压调节后输出给负载，逆变器不工作，处于等待状态，当市电异常输入电压和频率不满足要求时，后备式UPS会迅速切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式UPS在由市电转逆工作时会有一段转换时间，一般小于10ms。后备式UPS主要用于普通的个人计算机，价格便宜。
  
   　　在线式UPS具有独立的整流、逆变、充电，旁路和维修旁路系统，首先将输入交流电整流成直流电，再由逆变器将直流电逆变成标准正弦波交流电（称为双变换）。在大部分情况下，负载由逆变器输出的正弦波供电，只有在过载或逆变器损坏时才由市电直接供电。也就是说在线式UPS开机后逆变器始终处于工作状态，因此在市电异常转电池放电时没有中断时间，即零中断。 在线式UPS提供了纯净稳定的交流电源，几乎解决了所有的市电问题，是精密负载最理想的电源，但在线式UPS的价格较贵。
  
   　　UPS除了以上两种主要的类型外，还有一种称为在线互动式（Line-Interactive），所谓在线互动式UPS，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，其最大的优点是具有较强的软件控制功能。
  
   　　此外，根据后备时间，UPS可分为标准型和长效型。标准型用内置电池，后备供电时间较短，一般在5-15分钟。长效型则可根据用户需要，增大电池容量配置，延长后备时间，可以达到1小时以上的供电时间。
  
   三、UPS的选购要点
   选购UPS时应从以下几方面加以考虑：
   1.确定UPS的类型
   　　前面已经谈到，从技术上讲，UPS可分为三大类：离线式（OFF LINE）、在线式（ON LINE）和在线互动式（ON LINE INTERACTIVE）。这三类UPS各有特点，总的来说，后备式UPS对负载的保护最差，在线互动式稍好，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。一般来说，从性能、价格两方面进行比较，2kVA以上大功率的UPS选择在线式产品是非常合理的，而家庭用户选用价格便宜的标准延时后备式UPS即可。
  
   2.UPS的后备时间
   　　这一点主要是针对长效型UPS而言，标准型后备时间一般在十分钟左右，没有什么考虑的余地，而长效型UPS备用时间受电池成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素的限制，考虑起来比较复杂，但大多数时候后备时间以不超过两小时为宜。在电力环境较差，停电较为频繁的地区可以采用UPS与发电机配合供电的方式，当停电时，UPS先由电池供电一段时间，如停电时间较长，可以启动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。要注意的一点是，绝不能简单地用标准型UPS外加电池组的方式来实现长延时间，长效型UPS要求更大的充电器来满足电池充电电流和充电时间性的需要，因此厂商在设计时会放大充电器容量或加装并联的充电器。
  
   3.UPS的性能参数
   　　UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时考虑的重点。市电电压适应范围宽，则表明对市电的利用能力强，减少电池使用率。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，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。其他还有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。
  
   UPS的功能包括电池管理功能、电源监控软件功能、整流器技术、逆变器技术、旁路技术、旁路优先功能、并联功能等。 总的来说UPS性能越好、功能越多，保护能力也越强，但价格也会越贵。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,而选取不同类型的产品。
  
   四、UPS的使用与维护
   　　从使用上看，UPS的供电方式可分为集中供电方式和分散供电方式两种。集中供电方式是指由一台UPS向整个线路中各个负载装置集中供电。分散供电方式是指多台UPS电源对多路负载装置分散供电。两种方式各有优缺点。
  
   　　与其他外设相比，UPS出现故障的几率比较大。但只要正确使用UPS电源，就可以减少UPS发生故障的机会，大大延长其使用寿命。使用UPS应该注意以下几点：
  
   1.使用UPS电源时，应严格遵守厂家的产品说明书的有关规定，保证UPS所接市电的火线、零线顺序符合要求。如果火线、零线顺序接反，在从市电状态向逆变状态转换时极易造成UPS电源的损坏。
  
   2.不要频繁地关闭和开启UPS电源。一般要求在关闭UPS电源后，至少要等待几秒钟后才能再开启UPS电源。否则，UPS电源可能处于“启动失败”的状态，即UPS电源处于既无市电输出、又无逆变器输出的不正常状态。
  
   3.对于后备式UPS电源来说，当它处于由市电供电的后备工作状态时，虽然它具有抗干扰自动稳压功能，但它不具备输出短路自动保护功能。因此，对于此类UPS电源来说，不得随意加大交流输入回路中的保险丝的容量。只有当这种电源处于逆变器供电状态时，它才同时具有自动稳压和输出短路自动保护功能。
  
   4.不要超负载使用。UPS电源的最大负载量应该是其标准负载量的80%，如果超载使用，在逆变状态下，常造成逆变三极管的击穿。此外，在使用UPS时，严禁接诸如日光灯之类的感性负载，而只能接纯电阻或电容性的负载。
  
   5.正常的开、关机顺序很重要。由于一般负载在启动瞬间存在冲击电流，过大的冲击电流会缩短元器件的使用寿命，甚至造成元器件损坏。因此，在使用时应尽量减小冲击电流带来的损害。UPS在旁路工作时，抗冲击能力较强，我们可以利用这一特点在开机时采用以下方式进行：先送市电给UPS，使其处于旁路工作，再逐个打开负载，先开冲击电流较大的负载，再开冲击电流较小的负载，然后UPS面板开机，使其处于逆变工作状态。开机时千万不能将所有负载同时开启，也不可带载开机。
  
   6.注意蓄电池的维护，这是使用UPS时最需注意的一点。目前，在中小型UPS电源中被广泛使用的密封式免维护铅酸蓄电池，它的成本占整个UPS电源成本的一半以上。因此，正确地维护好蓄电池，对延长整个UPS电源的使用寿命，起着重要的作用。现在UPS中常用的蓄电池种类一般可分为铅酸电池、铅酸电池免维护电池及镍镉电池等。使用时应注意：不要让电池过度放电或产生短路，过度放电容易造成蓄电池可供使用容量下降，严重时会损坏电池，造成蓄电池的永久损坏。尽量避免使UPS电源内部的蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处于浮充状态而不放电。这样有可能造成UPS电源内部的蓄电池因超过其储存寿命而引起内阻增大导致永久性损坏。