UPS有你所不知的一面

在工程建设中经常使用UPS，即不间断电源系统。电气工程师没有人不知道UPS，但是未必人人对它都了解的那么深入。

UPS通常有在线式和后备式两大类型，两者最大区别在于当市电电源停电后，前者电源转换时间为零，对负荷而言是无缝转换，而后者电源有一定的转换时间。从这个意义上讲，EPS是后备式UPS的衍生品，图1是单相进线EPS的系统图。

图1 EPS系统例图

从工作原理上划分，UPS可分为动态UPS和静态UPS。我们通常使用的多为静态UPS，飞轮是动态UPS。

按照应用场所可分为工业级UPS和商用UPS。工业级UPS由于使用环境相对恶劣，所带的负荷含有动力设备，对UPS质量要求非常高，主要用于石油化工、军事、电力、钢铁等行业。而数据中心、通信系统等使用的UPS多是商用机UPS，UPS室环境要比工业上应用好的多。

按照功率大小，UPS可以分为大功率UPS、中功率UPS和小功率UPS。这个比较好理解， 不用更多的解释。

按照频率划分，UPS可分为工频机和高频机。近年来，这两类UPS性能的优劣之争一直在持续，各说各的道理，各有各的优势。由图2和图3可知，工频机与高频机有比较大的区别，主要有：1）整流器件不同，工频机为可控硅整流，高频机为IGBT整流；2）母线电压不同，工频机为400V，高频机为800V；3）工频机的电池直挂母线，高频机则需要通过电池充电器做DC/DC转换才接入母线；4）工频机有输出隔离变压器，而高频机则没有。这些优点被自己放大，而缺点让对手抓住不放！

图2 工频机原理框图

图3 高频机原理框图

上述各类UPS大家都非常熟悉，图4是A级数据中心UPS供电系统图，UPS采用模块化设计，每台UPS自带旁路，然后并联使用。有过数据中心设计和建设经验的人员对这个系统应该比较熟悉。而我们对UPS按性能分类未必那么的熟悉，可能比较陌生，这是IEC相关标准里的要求。

图4A级数据中心UPS供电系统

VFI：UPS的输出与市电电源的电压和频率无关。

VFD：UPS的输出电压和频率取决于市电电源的电压和频率。

VI：UPS的输出频率取决于市电电源的频率变化，而输出电压与市电电压无关。

因此，UPS的分类并不重要，而合理选用UPS才是关键。