| 摘要：目前，市场上充斥着各种不同类型的UPS系统，其特性也各不相同。现在，APC对于每种UPS类型都给出了明确的定义，分析每种系统的实际应用，并列出了各种系统的优缺点。借助于这些信息，您可以做出明智的决策，选择适合自己需要的UPS拓扑结构，创建高效企业。 |
UPS类型
目前有多种方法来设计UPS系统，不同方法设计的UPS有截然不同的性能特点。最常用的设计方案如下所示：
•后备式
•在线互动式
•后备式-铁磁共振
•双转换在线式
•Delta转换在线式
后备式UPS
后备式UPS是用于个人计算机的最常见的类型。在图1所示的结构图中，转换开关设置为选择滤波后的交流输入作为主电源（实线路径），一旦主电源出现故障，就会切换到电池/逆变器作为备用电源。一旦发生这种情况，转换开关必须进行操作，将负载切换到电池/逆变器备用电源上（虚线路径）。逆变器只在电源出现故障时才启动，因此称作“后备式”。这种设计的主要优点是效率高、尺寸小和成本低。如果采用适宜的滤波电路和浪涌保护电路，这些系统还可以提供适当的噪声过滤和浪涌抑制功能。
图1–后备式UPS
在线互动式UPS
图2所示的在线互动式UPS是用于小企业、网站、部门服务器的最常见的设计。在此设计方案中，电池到交流电源的转换器（逆变器）始终连接到UPS的输出端。如果在输入交流电源正常时反向操作逆变器，就会给电池充电。
一旦输入电源出现故障，转换开关就会打开，并通过电池向UPS输出端供电。与后备式UPS拓扑结构相比，由于逆变器始终打开且与输出端保持连接，这种设计进一步增强了滤波效果，并降低了转换瞬态过电压。
另外，在线互动式设计方案通常会加入一个分接头转换变压器。这样，当输入电压发生变化时，通过调整变压器分接头可以更好地调节电压。在电压较低的情况下，电压调节是一项重要功能，否则UPS将转换到电池并最终无法供电。由于这种情况而频繁地使用电池可能会导致电池过早损坏。然而，也可以按如下方式设计逆变器，即当它出现故障时，仍然允许电源从交流输入流向输出，这样，就消除了发生单点故障的可能性，并有效地提供两条独立的电源路径。这种UPS设计方案具有效率高、体积小、成本低和可靠性高的特点，并可纠正过低或过高的市电电压，因此在功率范围0.5-5kVA的应用领域中占绝对优势。
图2–在线互动式UPS
后备式-铁磁共振UPS
后备式-铁磁共振UPS曾经是功率范围3-15kVA的应用领域中使用最广泛的UPS类型。此设计依赖于一个特殊的饱和变压器，该变压器具有三个线圈（电源连接）。主电源路径通过交流输入电源、转换开关和变压器，最后连接输出端。当电源出现故障时，转换开关将打开，逆变器将向输出负载供电。
在后备式-铁磁共振设计方案中，逆变器处于后备式模式，当输入电源出现故障且转换开关打开时，逆变器才被激活。这种变压器具有特殊的“铁磁共振”功能，它能够提供有限的电压调节和输出波形“修整”功能。铁磁共振变压器提供的对交流电源瞬态过电压的保护与任何滤波器一样，甚至更好。但铁磁共振变压器本身会产生严重的输出电压失真和瞬态过电压，这可能造成比交流电源连接不当更严重的后果。即使这种UPS被设计为后备式UPS，铁磁共振变压器也会由于其本身的低效率而产生大量的热量。另外，这些变压器比常规的隔离变压器体积大，因此后备式-铁磁共振UPS通常非常庞大和笨重。
虽然该类设备具有转换开关，逆变器在后备式模式下运作，并且在交流电源出现故障时表现出了转换特征，后备式-铁磁共振UPS系统常被视为在线装置。图3说明了后备式-铁磁共振拓扑结构。
高可靠性和极好的线路滤波功能是这种设计的优势。但是，这种设计的效率非常低，而且与某些发电机和新型的功率因数校正计算机一起使用时，还存在不稳定的问题，因此导致这种设计的普及性大大降低。
后备式-铁磁共振UPS系统不再普遍使用的主要原因是在承载现代计算机电源负载时，这种系统可能根本不稳定。所有大型服务器和路由器均使用“功率因数校正”电源，这类电源从市电中只获取正弦电流（非常类似于白炽灯泡）。获取这种平稳电流是通过电容器（“获得”适用电压的设备）实现的，铁磁共振UPS系统采用大量的变压器，这些变压器具有感应特性，即电流“滞后于”电压。这两种装置组合起来就形成了“储能”电路。储能电路中的共振可能会产生高电流，而这种电流会危及所连接的负载的安全。
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