全數字化的UPS

功率MOSFET以及IGBT的問世為UPS開拓出一條光輝燦爛之路，使UPS技術步入嶄新的時代––全數字化時代。

首先，UPS的輸入部分取消了用於與市電隔離的工頻變壓器或為降壓用的自耦變壓器，而采用SPWM技術實現整流高頻化（AC/DC）。一方面減少直流側濾波器尺寸，改善直流側調節性能，提高市電電壓允許變化範圍；另一方面在控制技術中采用數字信號處理器DSP控制，使輸入電流正弦化，並與市電電壓相同，從而實現UPS高輸入功率因數（PF約為1），消除對市電的諧波“污染”，大幅度減少無功損耗，明顯降低了運行成本，達到環保的目的。

其次，取消了UPS逆變器中的工頻變壓器，用高頻變壓器來實現UPS與市電的隔離，而UPS的輸出級采用SPWM變換方式（不用變壓器直接逆變）輸出工頻電壓。逆變器中的功率MOSFET或IGBT工作頻率在20kHz以上，因此輸出濾波器小而簡單，而且輸出的正弦波非常光滑。

對於UPS內部的蓄電池組采取高頻變化降壓方式（DC/DC）充電，當市電停電，UPS轉換為蓄電池，給逆變器供電時亦采取高頻變換降壓方式（DC/DC）實現。

在逆變器控制電路中采用正弦波直接反饋技術，使其調節高速化，遠遠優於傳統模式模擬反饋技術，再加上小的輸出濾波器和20kHz以上的SPWM調制，使UPS動態相應特性非常好。在逆變器保護電路中采用性能優良的過流保護技術，使逆變器不僅具有較強的過載能力，允許100％負載不平衡（指三相逆變器），而且具有強有力的自身保護。也正是在上述條件保證下，拋棄了傳統式逆變器輸出變壓器，不僅噪音低而且效率高。全數字化UPS是新一代UPS，它具有高質量、高可靠、高指標、多功能等特點。

21世紀初，全球UPS技術將向著多功能的方向發展。使其全繫列產品的功率範圍從12kVA拓展到300kVA，全面滿足客戶的需求，提供包括特殊環境下的關鍵應用繫統所需的中央電源保護功能，內置式DCexpert電池監察繫統，能夠高準確地提供運行時間和電池狀況，避免因突如其來的故障導致數據丟失，其指示的電池運行時間誤差僅為±3％。

內置式數字化Token-Ring網絡采用數字信號處理專利算法，有效地解決並行繫統之間的相互溝通問題，並采用有效的設計將產品的元件數量減至最低程度，以減少故障機會，成為業界首家提供99.99%可用性的並行冗餘繫統。新推出的Remote Notify選件在大部分情況下能夠自行診斷故障，並且隨即解決問題。如果遇到重大故障，可以就用戶預測的190多種故障情況，自動向傳呼機或個人電腦發出最多長達40個字的求助信息。Remote Notify可以向兩個不同的電話號碼發出呼叫，並且最多可以重撥256次，以確保信息可以順利傳達，而網絡管理人員則可通過撥號進入繫統內部檢查UPS的全面運行情況。

智能化UPS

UPS的智能化包括繫統運行狀態自動識別和控制、繫統故障自診斷、蓄電池自動監測管理、智能化內部信息監測與顯示等。

UPS的異地遠程監控包括繫統專用遠程監控控制盤、RS232/485通信口與監控PC間的交互控制、將UPS繫統作為網絡的一個節點的網絡交互控制等。UPS的智能化主要通過繫統的控制軟件實現。在繫統運行狀態識別與控制方面，通過內部傳感器和狀態邏輯及識別繫統所處的運行狀態，判定繫統運行程序和運行是否正常，主要包括以下幾個方面:

‧根據負載被切換到旁路的時間和次數以及切換時的輸入輸出參數等，判定繫統的運行模式即旁路運行還是主機運行、充電運行還是放電運行。

‧根據繫統運行的狀態參數識別外部指令，決定執行外部指令的方式，包括繫統功能和運行參數的調整。

‧快速準確地判定繫統的故障狀態並采取相應的故障處理措施，如封閉功率變換器、輸出故障參數報警等。

‧歷史事件的記錄並根據歷史記錄和當前運行參數預測蓄電池的後備時間等。

‧智能化的人機對話控制操作面板，包括圖形顯示等。

‧並機繫統的熱待機到帶載運行的自動判定與轉換。

所有這些都簡化了外部操作程序，有效地防止了繫統的誤操作對繫統自身和負載所帶來的危害，提高了UPS的可靠性。UPS的智能化的另一個方面是通過運行於PC機內的監控軟件實現的。通過RS232C等接口將UPS與PC機串口連接，並在PC機上運行相關平臺的UPS監控軟件，由PC機定時發送查詢指令，UPS則在規定的時間內返回運行參數信息。由PC機進一步對UPS的運行狀態、故障的具體部位等進行判斷，並在必要時對UPS發出指令進行運行干預和提醒現場維護人員。

目前，UPS廠商新推出的多種新產品，包括多種不間斷電源供應技術，電源管理軟件以及連接裝置，都不會由於電源衝擊、浪湧、陡降、電力不足和電力中斷等問題而使受保護的重要信息資源遭受損失。

UPS網絡化

在計算機網絡以及通信事業迅猛發展的推動下，當今UPS已在大量引進微處理監控技術的基礎上發展成為一種能在UPS網絡和計算機網絡之間建立起雙向通信調控管理功能。UPS網絡化有兩方面的含義。一是UPS及其監控繫統與其所保護的負載––計算機或局域網絡間的交互作用。當電源出現異常時，UPS內部的微控制器會及時把異常信息發送給它所保護的計算機或局域網，並發出告警信息，提醒操作員或網絡管理員及時處理，並在UPS供電時間結束前自動中止計算機或局域網的運行，並將現場信息自動存盤。通過MODEM向有關人員發出EMAIL、BP-CALL等，在這個意義上UPS是其保護網絡的幾個節點。另一方面的含義是把UPS當做廣義網絡的一個獨立節點並裝上通信適配器，給UPS分配獨立的IP地址。這樣，網管員或被授權人可在網絡的任何地方通過網絡像管理計算機一樣對UPS的情況進行實時遠程監控，利用這種控制功能用戶可在計算機網絡終端上實時監控UPS的運行參數。此外，用戶還可以在計算機網絡終端上對UPS的輸出執行定時的自動開機、自動關機操作。在自動完成將程序和數據轉入磁盤操作之後，再自動“關閉操作繫統”。這樣有序的關機操作，將確保用戶的軟件和數據的安全可靠。

UPS生產廠家也可以直接通過網絡了解分布在世界各地的UPS的運行情況，便於向用戶提供繫統診斷和維修等守候服務，提高了服務的快速性和準確性。為實現控制功能，在目前市售的先進UPS上可向用戶提供RS232、DB9、RS485等通信接口。對於要求能執行計算機網絡管理功能的UPS來說，還應配置簡單網絡管理協議SNMP卡，纔能配套運行。

總之，UPS使用MOSFET及IGBT功率元件，使其走向高頻化、小型化、高效率，也延長了蓄電池的壽命；采用冗餘技術，進一步增強了UPS的容量和可靠性，而網絡智能化UPS技術不僅提供完全可靠的網絡電源管理，也為節能提供了一種最佳的解決方案，可以說UPS技術總的發展趨勢是逐步向小型網絡智能化和具有長時延方向發展。隨著科技進步，UPS技術在不久的將來也將開闢一個更新的領域。

 

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