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)步入嶄新的時代——全數(shù)字化時代。

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為降壓用的自耦變壓器，而采用SPWM技術(shù)實現(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，明顯降低了運行成本，達到環(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，當市電停電，UPS轉(zhuǎn)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(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，遠遠優(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)相應特性非常好。在逆變器保護電路中采用性能優(yōu)良的過流保護技術(shù)，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(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、多功能等特點。

21世紀初，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)鍵應用系統(tǒng)所需的中央電源保護功能，內(nèi)置式DCexpert電池監(jiān)察系統(tǒng)，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(shù)據(jù)丟失，其指示的電池運行時間誤差僅為±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)計將產(chǎn)品的元件數(shù)量減至最低程度，以減少故障機會，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，可以就用戶預測的190多種故障情況，自動向傳呼機或個人電腦發(fā)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(fā)出呼叫，并且最多可以重撥256次，以確保信息可以順利傳達，而網(wǎng)絡(luò)管理人員則可通過撥號進入系統(tǒng)內(nèi)部檢查UPS的全面運行情況。

智能化UPS

UPS的智能化包括系統(tǒng)運行狀態(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的異地遠程監(jiān)控包括系統(tǒng)專用遠程監(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)的一個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)交互控制等。UPS的智能化主要通過系統(tǒng)的控制軟件實現(xiàn)。在系統(tǒng)運行狀態(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)所處的運行狀態(tài)，判定系統(tǒng)運行程序和運行是否正常，主要包括以下幾個方面:

·根據(jù)負載被切換到旁路的時間和次數(shù)以及切換時的輸入輸出參數(shù)等，判定系統(tǒng)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(jù)系統(tǒng)運行的狀態(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)功能和運行參數(shù)的調(diào)整。

·快速準確地判定系統(tǒng)的故障狀態(tài)并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(shù)報警等。

·歷史事件的記錄并根據(jù)歷史記錄和當前運行參數(shù)預測蓄電池的后備時間等。

·智能化的人機對話控制操作面板，包括圖形顯示等。

·并機系統(tǒng)的熱待機到帶載運行的自動判定與轉(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于PC機內(nèi)的監(jiān)控軟件實現(xiàn)的。通過RS232C等接口將UPS與PC機串口連接，并在PC機上運行相關(guān)平臺的UPS監(jiān)控軟件，由PC機定時發(fā)送查詢指令，UPS則在規(guī)定的時間內(nèi)返回運行參數(shù)信息。由PC機進一步對UPS的運行狀態(tài)、故障的具體部位等進行判斷，并在必要時對UPS發(fā)出指令進行運行干預和提醒現(xiàn)場維護人員。

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的重要信息資源遭受損失。

UPS網(wǎng)絡(luò)化

在計算機網(wǎng)絡(luò)以及通信事業(yè)迅猛發(fā)展的推動下，當今UPS已在大量引進微處理監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展成為一種能在UPS網(wǎng)絡(luò)和計算機網(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)與其所保護的負載——計算機或局域網(wǎng)絡(luò)間的交互作用。當電源出現(xiàn)異常時，UPS內(nèi)部的微控制器會及時把異常信息發(fā)送給它所保護的計算機或局域網(wǎng)，并發(fā)出告警信息，提醒操作員或網(wǎng)絡(luò)管理員及時處理，并在UPS供電時間結(jié)束前自動中止計算機或局域網(wǎng)的運行，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，在這個意義上UPS是其保護網(wǎng)絡(luò)的幾個節(jié)點。另一方面的含義是把UPS當做廣義網(wǎng)絡(luò)的一個獨立節(jié)點并裝上通信適配器，給UPS分配獨立的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)像管理計算機一樣對UPS的情況進行實時遠程監(jiān)控，利用這種控制功能用戶可在計算機網(wǎng)絡(luò)終端上實時監(jiān)控UPS的運行參數(shù)。此外，用戶還可以在計算機網(wǎng)絡(luò)終端上對UPS的輸出執(zhí)行定時的自動開機、自動關(guān)機操作。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的運行情況，便于向用戶提供系統(tǒng)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(xiàn)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。對于要求能執(zhí)行計算機網(wǎng)絡(luò)管理功能的UPS來說，還應配置簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP卡，才能配套運行。

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；采用冗余技術(shù)，進一步增強了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)智能化和具有長時延方向發(fā)展。隨著科技進步，UPS技術(shù)在不久的將來也將開辟一個更新的領(lǐng)域。