摘要：伴隨著信息時(shí)代的到來(lái)及各種信息系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息的安全穩(wěn)定顯得越發(fā)重要。UPS作為直接影響計(jì)算機(jī)軟硬件能否安全運(yùn)行的一個(gè)重要因素，電源質(zhì)量的穩(wěn)定性成為工業(yè)、學(xué)校尤其是金融業(yè)首要考慮的問(wèn)題。隨著時(shí)代的不同，不同年代的需要對(duì)UPS不同分類及發(fā)展，是當(dāng)今信息社會(huì)高速發(fā)展的需求。當(dāng)今，UPS以確保系統(tǒng)具有“高穩(wěn)定性”以及“高可用性”作為其保護(hù)重點(diǎn)。
1、引言
歷史上的不間斷電源，是伴隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)而誕生的，由于當(dāng)時(shí)，數(shù)據(jù)的輸入非常復(fù)雜：首先將數(shù)據(jù)在紙帶上穿孔，再將已穿孔的紙帶通過(guò)光電機(jī)輸入到計(jì)算機(jī)。萬(wàn)一在計(jì)算機(jī)工作中斷電，整個(gè)數(shù)據(jù)就會(huì)完全丟失，供電恢復(fù)后又必須重新將穿孔紙帶通過(guò)光電機(jī)把數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)。當(dāng)時(shí)提出的要求就是，希望電源在市電斷電后能繼續(xù)維持供電5秒，將現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)算結(jié)果保存到磁心存儲(chǔ)器中，待市電恢復(fù)后，能接著原來(lái)的計(jì)算結(jié)果繼續(xù)運(yùn)行下去。早期的UPS于上世紀(jì)90年代開(kāi)始成規(guī)模，主要用于給服務(wù)器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其他電力電子提供不間斷的電力供應(yīng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展以及國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)。UPS從計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備，一個(gè)不受重視的角色迅速發(fā)展成為互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備及電子商務(wù)的保衛(wèi)者。UPS作為信息時(shí)代的基石，開(kāi)始了她新的歷史使命。
2、UPS的發(fā)展歷程
自上世紀(jì)60年代美國(guó)通用電氣公司研究生產(chǎn)不間斷電源以來(lái)，不間斷電源一直在被改進(jìn)，但是其基本原理沒(méi)有重大變化。
一、飛輪式不間斷電源
飛輪式不間斷電源可以說(shuō)是UPS的鼻祖，在使用電池的時(shí)代之前，不間斷電源曾經(jīng)使用飛輪和內(nèi)燃機(jī)為負(fù)載提供電能供應(yīng)，這種不間斷電源被稱為飛輪式或旋轉(zhuǎn)式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動(dòng)機(jī)、飛輪、柴油機(jī)（或汽油機(jī)）及發(fā)電機(jī)等組成。在電網(wǎng)供電的情況下，由整流器提供的直流電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，并且?guī)Оl(fā)電機(jī)為負(fù)載供電。由于飛輪的慣性作用，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以保持均衡，此時(shí)不間斷電源起過(guò)濾電網(wǎng)干擾的作用。當(dāng)電網(wǎng)斷電后，飛輪繼續(xù)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，替代原有電網(wǎng)為負(fù)載供電。
二、蓄電池式不間斷電源
隨著20世紀(jì)初期，半導(dǎo)體器件的迅猛發(fā)展以及在各領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，UPS引入了逆變電路，同時(shí)也引入了蓄電池組，去掉了直流發(fā)電機(jī)和大飛輪。數(shù)十年來(lái)，UPS的這種電路拓?fù)洌恢毖匾u至今。
3、UPS組成部分
3.1 UPS關(guān)鍵電路
UPS是一種儲(chǔ)能裝置，主要是有蓄電池、逆變器為組成部件，穩(wěn)壓、穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。當(dāng)市電正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后給負(fù)載提供穩(wěn)定的電源，同時(shí)，給蓄電池充電把能量?jī)?chǔ)存在電池內(nèi)。當(dāng)市電由于其他原因中斷（或市電不能滿足用戶規(guī)定要求），UPS通過(guò)“逆變器”把存儲(chǔ)在蓄電池的能量轉(zhuǎn)換成交流電給負(fù)載使用，使負(fù)載保持正常的工作狀態(tài)保護(hù)負(fù)載的軟、硬件不受損壞。
3.1.1 整流電路
整流電路作為UPS的主要組成部分，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、信息、交通、家庭等眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。電力電子裝置的非線性，引起網(wǎng)側(cè)電流、電壓波形的嚴(yán)重畸變，導(dǎo)致了日趨嚴(yán)重的諧波污染。相關(guān)資料表明，電力電子裝置生產(chǎn)量在未來(lái)的十年中將以每年不低于10％的速度遞增，由這類裝置所產(chǎn)生的高次諧波約占總諧波源的70％以上。因此，諧波治理勢(shì)在必行。
3.1.1.1 UPS產(chǎn)生諧波的特點(diǎn)
現(xiàn)時(shí)，以可控硅為主要器件的整流電路來(lái)說(shuō)，其諧波分布有以下特點(diǎn)：
（1） 對(duì)于理想的P脈沖整流器,在交流側(cè)只有下列次數(shù)的諧波電流:n=pm±1次,式中m=1,2,3,…。各個(gè)諧波電流分量的幅值為基波電流的1/n。例如,對(duì)于6脈沖整流裝置,線電流中只有5、7、11、13、17、19…等奇次諧波,其中5、7次諧波幅值分別為基波電流的1/5和1/7;對(duì)于12脈沖裝置,線電流中只有11、13、23、25…等奇次諧波,其幅值也顯著減小;
