摘要：一台UPS设备设计到微电子、电力电子、电路技术、精密机械和化学等各个领域，是一种相当复杂的高科技产品。由于它是供电设备，发生故障会造成相当严重的危害，因此UPS的可靠性设计就显得尤为重要。

第1页:UPS设备的可靠性设计 第2页:UPS设备的可靠性设计

3、元器件的降额使用(Derating)

在可靠性理论中，器件的降额使用也是提高系统可靠性的有效方法。通常，降额使用的项目包括电压、电流、温度和功率等。例如:

1对于电解电容器，其工作电压至少应降额20%，纹波电流应降额50%，稳态温度则越低越好;

2功率电阻的功率和温升应降额50%以上;

3功率器件的电压、电流应降额30%以上;

4继电器的电流应降额50%，电压则应降额30%等。

虽然器件适当降额使用会增加一定的成本，但是这将使UPS系统的可靠性得到非常明显的提高，综合效益很显著。

4、热可靠性设计

(1)由于UPS本身是一个大功率变换设备，内部通常会有10%左右额定(输入)功率的损耗，因此，合理的散热结构将是UPS设备可靠工作的保证。有效的风道结构是散热的基础，一般可以用有色烟雾或热成像仪来观察风道的情况，同时要对每个器件、整机的热阻进行计算，从而折算出所需散热器的大小、结构或风冷量。最终还需用实验的方法验证UPS整机在最严酷的阻性负载、容性负载和感性负载条件下的实际温升情况。

(2)耐受环境的可靠性设计

中小功率UPS设备，特别是户外型UPS，它们对于环境适应性的要求比较高。因为它们在一般应用场合很难保证有良好的运行环境，防尘、防潮和防盐雾等能力将在一定程度上影响UPS工作的可靠性。因此UPS设计过程中必须从PCB板、器件、整机结构、电器连接方式和风道等方面进行考虑，提高UPS系统的"三防"能力，从而延长UPS的平均使用寿命。

(3)电磁兼容的可靠性设计

电磁兼容性是近年来电力电子领域中的一个热门课题，也是电子产品领域面临的永久性课题。作为IT设备电源保护的UPS，它在这方面的性能就显得更为重要。较差的EMC特性可能使UPS周围的设备无法正常工作，也可能使UPS本身在某些电磁污染严重的场合无法正常工作。因此，在UPS设计阶段对其EMC特性要有充分的考虑，并且进行相关的试验测试。主要设计和测试内容包括:交流输入、输出端子的电磁千扰，电池端的电磁千扰，辐射千扰，浪涌、EFT、静电释放、PQF、磁场等抗扰度试验。根据UPS设备应用场合的不同，可以有不同的EMC验收标准，否则过高的要求往往会导致成本大幅度上升。

电气系统EMC测试的5个参数:

CE-传导的发射值(ConductedEmission);

RE-辐射的发射值(RadiatedEmission);

ESD-静电释放(Electro–StaticDischarge):

CS-传导的敏感性(ConductedSusceptibility);

RS-辐射的敏感性(RadiatedSusceptibility)。

(4)安全性的可靠性设计

由于UPS属于强电产品，因此设计时必须充分考虑其安全性的可靠性。在GB4943中对于设备的安全性，包括整机的接地、绝缘、漏电流、安全距离、操作的安全性和器件的安全认证等，已经有比较详细的要求。国内产品一般可以进行长城CCEE认证来验证和满足安全方面的可靠性要求;对于销往海外的产品，要根据不同的地区可以选择相应的认证，如UL、CE和GS认证等。在国外，安全性往往比产品的性能更受用户的重视。
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