新一代UPS的發(fā)展趨勢

全數(shù)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(shù)步入嶄新的時(shí)代——全數(shù)字化時(shí)代。

首先，UPS的輸入部分取消了用于與市電隔離的工頻變壓器或?yàn)榻祲河玫淖择钭儔浩鳎捎肧PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)整流高頻化（AC/DC）。一方面減少直流側(cè)濾波器尺寸，改善直流側(cè)調(diào)節(jié)性能，提高市電電壓允許變化范圍；另一方面在控制技術(shù)中采用數(shù)字信號處理器DSP控制，使輸入電流正弦化，并與市電電壓相同，從而實(shí)現(xiàn)UPS高輸入功率因數(shù)（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(yùn)行成本，達(dá)到環(huán)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(shí)現(xiàn)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。

對于UPS內(nèi)部的蓄電池組采取高頻變化降壓方式（DC/DC）充電，當(dāng)市電停電，UPS轉(zhuǎn)換為蓄電池，給逆變器供電時(shí)亦采取高頻變換降壓方式（DC/DC）實(shí)現(xiàn)。

在逆變器控制電路中采用正弦波直接反饋技術(shù)，使其調(diào)節(jié)高速化，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)模式模擬反饋技術(shù)，再加上小的輸出濾波器和20kHz以上的SPWM調(diào)制，使UPS動態(tài)相應(yīng)特性非常好。在逆變器保護(hù)電路中采用性能優(yōu)良的過流保護(hù)技術(shù)，使逆變器不僅具有較強(qiáng)的過載能力，允許100％負(fù)載不平衡（指三相逆變器），而且具有強(qiáng)有力的自身保護(hù)。也正是在上述條件保證下，拋棄了傳統(tǒng)式逆變器輸出變壓器，不僅噪音低而且效率高。全數(shù)字化UPS是新一代UPS，它具有高質(zhì)量、高可靠、高指標(biāo)、多功能等特點(diǎn)。

21世紀(jì)初，全球UPS技術(shù)將向著多功能的方向發(fā)展。使其全系列產(chǎn)品的功率范圍從12kVA拓展到300kVA，全面滿足客戶的需求，提供包括特殊環(huán)境下的關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)所需的中央電源保護(hù)功能，內(nèi)置式DCexpert電池監(jiān)察系統(tǒng)，能夠高準(zhǔn)確地提供運(yùn)行時(shí)間和電池狀況，避免因突如其來的故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，其指示的電池運(yùn)行時(shí)間誤差僅為±3％。

內(nèi)置式數(shù)字化Token-Ring網(wǎng)絡(luò)采用數(shù)字信號處理專利算法，有效地解決并行系統(tǒng)之間的相互溝通問題，并采用有效的設(shè)計(jì)將產(chǎn)品的元件數(shù)量減至最低程度，以減少故障機(jī)會，成為業(yè)界首家提供99.99%可用性的并行冗余系統(tǒng)。新推出的Remote Notify選件在大部分情況下能夠自行診斷故障，并且隨即解決問題。如果遇到重大故障，可以就用戶預(yù)測的190多種故障情況，自動向傳呼機(jī)或個(gè)人電腦發(fā)出最多長達(dá)40個(gè)字的求助信息。Remote Notify可以向兩個(gè)不同的電話號碼發(fā)出呼叫，并且最多可以重?fù)?56次，以確保信息可以順利傳達(dá)，而網(wǎng)絡(luò)管理人員則可通過撥號進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部檢查UPS的全面運(yùn)行情況。

智能化UPS

UPS的智能化包括系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)自動識別和控制、系統(tǒng)故障自診斷、蓄電池自動監(jiān)測管理、智能化內(nèi)部信息監(jiān)測與顯示等。

UPS的異地遠(yuǎn)程監(jiān)控包括系統(tǒng)專用遠(yuǎn)程監(jiān)控控制盤、RS232/485通信口與監(jiān)控PC間的交互控制、將UPS系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)交互控制等。UPS的智能化主要通過系統(tǒng)的控制軟件實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)識別與控制方面，通過內(nèi)部傳感器和狀態(tài)邏輯及識別系統(tǒng)所處的運(yùn)行狀態(tài)，判定系統(tǒng)運(yùn)行程序和運(yùn)行是否正常，主要包括以下幾個(gè)方面:

·根據(jù)負(fù)載被切換到旁路的時(shí)間和次數(shù)以及切換時(shí)的輸入輸出參數(shù)等，判定系統(tǒng)的運(yùn)行模式即旁路運(yùn)行還是主機(jī)運(yùn)行、充電運(yùn)行還是放電運(yùn)行。

·根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)識別外部指令，決定執(zhí)行外部指令的方式，包括系統(tǒng)功能和運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整。

·快速準(zhǔn)確地判定系統(tǒng)的故障狀態(tài)并采取相應(yīng)的故障處理措施，如封閉功率變換器、輸出故障參數(shù)報(bào)警等。

·歷史事件的記錄并根據(jù)歷史記錄和當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)預(yù)測蓄電池的后備時(shí)間等。

·智能化的人機(jī)對話控制操作面板，包括圖形顯示等。

·并機(jī)系統(tǒng)的熱待機(jī)到帶載運(yùn)行的自動判定與轉(zhuǎn)換。

所有這些都簡化了外部操作程序，有效地防止了系統(tǒng)的誤操作對系統(tǒng)自身和負(fù)載所帶來的危害，提高了UPS的可靠性。UPS的智能化的另一個(gè)方面是通過運(yùn)行于PC機(jī)內(nèi)的監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)的。通過RS232C等接口將UPS與PC機(jī)串口連接，并在PC機(jī)上運(yùn)行相關(guān)平臺的UPS監(jiān)控軟件，由PC機(jī)定時(shí)發(fā)送查詢指令，UPS則在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)返回運(yùn)行參數(shù)信息。由PC機(jī)進(jìn)一步對UPS的運(yùn)行狀態(tài)、故障的具體部位等進(jìn)行判斷，并在必要時(shí)對UPS發(fā)出指令進(jìn)行運(yùn)行干預(yù)和提醒現(xiàn)場維護(hù)人員。

目前，UPS廠商新推出的多種新產(chǎn)品，包括多種不間斷電源供應(yīng)技術(shù)，電源管理軟件以及連接裝置，都不會由于電源沖擊、浪涌、陡降、電力不足和電力中斷等問題而使受保護(hù)的重要信息資源遭受損失。

UPS網(wǎng)絡(luò)化

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及通信事業(yè)迅猛發(fā)展的推動下，當(dāng)今UPS已在大量引進(jìn)微處理監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展成為一種能在UPS網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間建立起雙向通信調(diào)控管理功能。UPS網(wǎng)絡(luò)化有兩方面的含義。一是UPS及其監(jiān)控系統(tǒng)與其所保護(hù)的負(fù)載——計(jì)算機(jī)或局域網(wǎng)絡(luò)間的交互作用。當(dāng)電源出現(xiàn)異常時(shí)，UPS內(nèi)部的微控制器會及時(shí)把異常信息發(fā)送給它所保護(hù)的計(jì)算機(jī)或局域網(wǎng)，并發(fā)出告警信息，提醒操作員或網(wǎng)絡(luò)管理員及時(shí)處理，并在UPS供電時(shí)間結(jié)束前自動中止計(jì)算機(jī)或局域網(wǎng)的運(yùn)行，并將現(xiàn)場信息自動存盤。通過MODEM向有關(guān)人員發(fā)出EMAIL、BP-CALL等，在這個(gè)意義上UPS是其保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。另一方面的含義是把UPS當(dāng)做廣義網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)并裝上通信適配器，給UPS分配獨(dú)立的IP地址。這樣，網(wǎng)管員或被授權(quán)人可在網(wǎng)絡(luò)的任何地方通過網(wǎng)絡(luò)像管理計(jì)算機(jī)一樣對UPS的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，利用這種控制功能用戶可在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端上實(shí)時(shí)監(jiān)控UPS的運(yùn)行參數(shù)。此外，用戶還可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端上對UPS的輸出執(zhí)行定時(shí)的自動開機(jī)、自動關(guān)機(jī)操作。在自動完成將程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入磁盤操作之后，再自動“關(guān)閉操作系統(tǒng)”。這樣有序的關(guān)機(jī)操作，將確保用戶的軟件和數(shù)據(jù)的安全可靠。

UPS生產(chǎn)廠家也可以直接通過網(wǎng)絡(luò)了解分布在世界各地的UPS的運(yùn)行情況，便于向用戶提供系統(tǒng)診斷和維修等守候服務(wù)，提高了服務(wù)的快速性和準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)控制功能，在目前市售的先進(jìn)UPS上可向用戶提供RS232、DB9、RS485等通信接口。對于要求能執(zhí)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理功能的UPS來說，還應(yīng)配置簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP卡，才能配套運(yùn)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；采用冗余技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了UPS的容量和可靠性，而網(wǎng)絡(luò)智能化UPS技術(shù)不僅提供完全可靠的網(wǎng)絡(luò)電源管理，也為節(jié)能提供了一種最佳的解決方案，可以說UPS技術(shù)總的發(fā)展趨勢是逐步向小型網(wǎng)絡(luò)智能化和具有長時(shí)延方向發(fā)展。隨著科技進(jìn)步，UPS技術(shù)在不久的將來也將開辟一個(gè)更新的領(lǐng)域。