UPS在家庭中的應用
2005/11/23 15:09:47 電源在線網(wǎng)
隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高以及電腦硬件價格的不斷下降，個人電腦已逐漸進入越來越多的百姓家里，成為人們?nèi)粘９ぷ�、學習、娛樂不可缺少的工具之一，甚至有不少家庭還配置了Modem、打印機、掃描儀等電腦外部設(shè)備。但是，他們都忽視了一樣很重要的東西：UPS。
一、UPS及其工作原理簡介
UPS是英文Uninterruptible Power Supply的縮寫，意為"不間斷供電電源"，是一種含有儲能裝置（常見的是一塊密閉式蓄電池），以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應。
你肯定要說，家里買這玩藝干嗎，單位的電腦才需要配UPS，又不是經(jīng)常停電，家里的電腦用不上，沒必要在這上面浪費幾百塊錢（我問過很多家里有電腦的朋友，他們有的根本就不知道什么是UPS，或者UPS是干什么用的?）。其實，這是人們對UPS的誤解。
我不妨先給你算筆帳，一臺配置高檔一點的家用多媒體電腦的價格至少要六千多元人民幣，而一臺功能多、性能優(yōu)良的家用小型UPS的市場零售價在人民幣六百元左右，只占了整臺電腦價格的十分之一左右，也就是說，十分之一的部分百分之百地保護了所有的電腦設(shè)備（主板、CPU、硬盤、顯示器中任何一樣的價格都遠遠超過了UPS的價格），你說值不值？
下面，讓我們先簡單地了解一下UPS的工作原理。
當我們沒有使用UPS的時候，PC機、打印機等終端設(shè)備是直接接入市電使用的，用了UPS，就將PC機、打印機等終端設(shè)備接到UPS上使用，而UPS再接入市電。當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應給終端設(shè)備(相對于UPS而言，我們將這些終端設(shè)備稱為負載)使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向自己的內(nèi)置電池充電；當市電中斷(例如停電)時, UPS 立即將內(nèi)置電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載的軟、硬件系統(tǒng)不受損壞。
二、市電對家用PC機及其終端設(shè)備的影響
那么，如果我們的PC機等終端設(shè)備不使用UPS，又會受到哪些影響呢？不少人都有一個常見的錯誤概念，認為我們使用的市電，除了偶爾發(fā)生的停電事故外，都是連續(xù)而且恒定的。其實不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，上面連接了成千上萬各種各樣的負載，其中一些較大的感性、容性、充電器等負載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，還反過來對電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì)，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外，意外的自然和人為事故，如雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路、電源插頭錯誤拔插等，都會危害電力的正常供應，從而影響負載的正常工作。尤其需要特別指出的是，PC機、打印機、掃描儀等都屬于非常精密的電子設(shè)備，對它們的影響表現(xiàn)得尤為突出。
對于PC機來說，顯示器及主機工作都需要正常的電力供應。尤其是內(nèi)存，對電源的要求更高，它是一種依賴電能的存儲設(shè)備，需要不斷的刷新動作來保持存儲內(nèi)容，一旦斷電，所保存的內(nèi)容立即消失。如果非正常斷電，導致內(nèi)存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設(shè)備上，就會造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而浪費大量的工作精力和時間；而象Linux這樣的操作系統(tǒng)（現(xiàn)在不少的電腦愛好者使用這種操作系統(tǒng)），如果不正常關(guān)機，內(nèi)存中的系統(tǒng)信息沒有回寫到硬盤上，還可能造成系統(tǒng)崩潰，無法再次啟動；此外，電腦中的硬盤，雖然應用的是磁存儲介質(zhì)，不會因斷電而損失信息，但突然的電力故障會使正在進行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞，或者系統(tǒng)文件在維護文件系統(tǒng)時，造成文件分配表錯誤，從而使硬盤產(chǎn)生壞道，嚴重的，甚至還會造成整個硬盤的報廢；另外，現(xiàn)在的操作系統(tǒng)大都能設(shè)置虛擬內(nèi)存，由于突然的斷電，使系統(tǒng)來不及取消虛擬內(nèi)存，從而造成硬盤中的"信息碎片"，不僅浪費了硬盤存儲空間，還會導致機器運行緩慢；電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態(tài)過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板，影響機器的正常工作，甚至燒毀主機線路。
1. 電涌（power surges）：指輸出電壓有效值高于額定值110％，而且持續(xù)時間達一個或數(shù)個周期。電涌主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機時（例如常見的家用空調(diào)關(guān)機時），電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓（我們都會有這樣的切身體會：在晚上6:00至9:00左右的時間段，是用電的高峰期，市電電壓普遍偏低，家里的照明燈比較暗，過了用電高峰期，比如說在晚上10:00左右，你會發(fā)現(xiàn)家里的照明燈突然一閃，并且亮了很多，這就是我們在日常生活中最常見到的一種電涌現(xiàn)象）。
2. 高壓尖脈沖（high voltage spikes）：指峰值達6000v，持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開關(guān)操作而產(chǎn)生。
3. 暫態(tài)過電壓（switching transients）：指峰值電壓高達 20000V，但持續(xù)時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，只是在解決方法上會有區(qū)別。
4. 電壓下陷(power sags)：指市電電壓有效值介于額定值的80％至85％之間的低壓狀態(tài)，并且持續(xù)時間達一個到數(shù)個周期。大型設(shè)備開機，大型電動機啟動，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。
5. 電線噪聲（electrical line noise）：系指射頻干擾(RFI)和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發(fā)射、微波輻射、以及電氣風暴等，都會引起線噪聲干擾。
6. 頻率偏移（frequency variation）：系指市電頻率的變化超過3Hz以上。這主要由應急發(fā)電機的不穩(wěn)定運行，或由德什晃榷ǖ牡繚垂┑縊隆?br>
7. 持續(xù)低電壓（brownout）：指市電電壓有效值低于額定值，并且持續(xù)較長時間。其產(chǎn)生原因包括：大型設(shè)備啟動和應用、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載（我們國家的很多地區(qū)存在這個問題）。
8. 市電中斷(power fai1)：即我們通常遇到的停電。其產(chǎn)生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、電網(wǎng)故障。
通過上面的介紹，相信你已經(jīng)認識到了問題的嚴重性，也許性急的你現(xiàn)在就想去買一臺UPS回來，別急，請接著往下看。 下面，我將詳細地向您介紹UPS的分類、選購以及使用方法和注意事項。
三. UPS的分類
首先，我們需要了解的是，從工作原理上分，UPS可分為后備式（OFF LINE ）和在線式（ON LINE ）兩種。
從原理上看，后備式UPS同在線式UPS的主要區(qū)別在于：后備式UPS在有市電時僅對市電進行穩(wěn)壓，逆變器不工作，處于等待狀態(tài)，當市電異常時，后備式UPS會迅速切換到逆變狀態(tài)，將電池電能逆變成為交流電對負載繼續(xù)供電，因此后備式UPS在由市電轉(zhuǎn)逆工作時會有一段轉(zhuǎn)換時間，一般為4ms。
你不用擔心，這么短的轉(zhuǎn)換時間是不會造成你的PC機掉電的，為什么這么說呢？因為所有的計算機都有一種稱作電容的儲能設(shè)備，它就象一個可充電電池，當計算機電源中斷時，電容為計算機(包括硬盤驅(qū)動)提供電能。電容的容量非常有限，如果不給它充電的話，它維持計算機工作的時間不會超過50毫秒，幸運的是電源每8.5毫秒就給電容充一次電。根據(jù)專家用電源故障模擬儀反復測試的結(jié)果表明，連續(xù)65毫秒不給PC機供電，即使在硬盤讀寫時，它們?nèi)阅苷＿\行。
大家很自然地提出這樣的問題：為何不增大電容容量，使計算機在電源中斷能連續(xù)運行許多分鐘而不是50毫秒呢？答案是：能讓一臺臺式286電腦連續(xù)運行10分鐘的電容要包括大約一萬個電極，每一個有飲料罐那么大；而在線式UPS開機后逆變器始終處于工作狀態(tài)，因此在市電異常轉(zhuǎn)電池放電時沒有中斷時間，即"0"中斷。
在線式UPS幾乎可以解決所有的常見電力問題，在有市電時，功能為穩(wěn)壓和防止電力波動干擾，因為其功能較完善，所以其成本也隨著性能的增強而上升，價格較后備式UPS貴很多。在線式UPS主要用于對電源要求非常嚴格的一些計算機設(shè)備、醫(yī)療器械等，，一般與多個外置蓄電池串接使用以延長供電時間，多為單位配置。
后備式UPS主要是用來給單臺PC機提供電源保護，具有體積小、價格低、操作簡單的特點，非常適合家庭使用，所以，當你為家用電腦購買UPS時，請選購后備式的。本文后面所述內(nèi)容，除非特別申明，均以后備式UPS為對象進行說明，請讀者注意。
四. UPS的選購
選購UPS時，僅僅知道它們的分類是遠遠不夠的，你至少還需要清楚以下三點：
1、 性能參數(shù)
UPS作為保護性的電源設(shè)備，它的性能參數(shù)具有重要意義，應是我們選購時的考慮重點。有這么幾項主要的性能參數(shù)是必須注意的：
�。�1）最大輸出負載容量
最大輸出負載容量是其中的一項非常重要的指標，容量越大，表示可同時接入到UPS上使用的設(shè)備越多。需要提醒的是，且不可一味地追求大容量，容量越大，UPS的體積也越大，價格也更貴，要依據(jù)自己的實際情況進行選購。如果你只是對自己的PC機（一臺主機+一臺顯示器）提供電源保護，選購一臺300瓦的UPS就能夠滿足你的需要了；如果你要對PC機、打印機（從眾多UPS廠家提供的使用說明書來看，他們的建議是打印機不要接入UPS，因為相對PC機來講，打印機屬于大功率負載設(shè)備。但是，依據(jù)筆者的使用經(jīng)驗，如果是家用A4幅面的噴墨或激光打印機，還是可以酌情接入UPS使用的）、掃描儀都提供電源保護，那你就有必要購買一臺最大輸出負載容量為600瓦的UPS了。
關(guān)于負載的問題，因為不同型號和品牌的UPS會有差異，在此建議各位，一是參看UPS的隨機說明書，二是在購買UPS的時候，將自己的使用要求告訴UPS銷售商，請他們給你提供幫助和參考意見。
�。�2）電池備用時間
電池備用時間的長短，決定了當市電斷電時，UPS能夠給PC機及其外設(shè)持續(xù)供電多長時間。對于不同品牌、最大輸出負載容量和實際負載容量相同的UPS來講，由于它們可能配置了不同的蓄電池，因而能夠給PC機及其外設(shè)持續(xù)供電的時間也是不一樣的。這一點很重要。假設(shè)你正在網(wǎng)上更新你的主頁，并且需要更新的主頁內(nèi)容很重要，眼看還有五、六分鐘的時間就可以完成了，這個時候突然停電了，如果你配置的UPS在市電斷電后，能夠持續(xù)供電十分鐘，那停電對你就沒有什么影響了，但是，如果你的UPS只能維持五分鐘甚至更短的時間，后果會怎樣呢!
需要告訴大家的是，電池備用時間的長短，受到很多方面的影響。一臺UPS，它的最大輸出負載容量越大，實際接入的負載越少，所能持續(xù)供電的時間也就越長，同時，UPS使用的年限和使用環(huán)境，都會不同程度地影響到電池備用時間的長短。
一般來講，一臺正常使用著的、最大輸出負載容量為300W的UPS，在負載僅為一臺PC機（可以包括一塊外置或內(nèi)置Modem）的時候，在市電斷電后，能夠持續(xù)供電八分鐘左右。
�。�3）輸入電壓
市電電壓輸入范圍寬，則表明對市電的利用能力強（減少電池放電）。
�。�4）輸出電壓和輸出頻率
輸出電壓和輸出頻率范圍小，則表明對市電調(diào)整能力強，輸出穩(wěn)定。
2、 UPS的功能
有的型號的UPS不僅能夠給PC機提供電源保護，還能夠利用自身配置的RJ45（以太網(wǎng)線接口）或RJ11（普通電話線接口）端口，對網(wǎng)絡(luò)線纜或上網(wǎng)用的Modem提供突波保護，比如說，在雷雨季節(jié)，在利用電話線上網(wǎng)的時候，Modem存在遭受雷電襲擊的危險，通過將電話線接入UPS的RJ11端口后再接入Modem，就可以避免雷電的襲擊；利用UPS的隨機軟件，不但能夠?qū)PS的使用情況進行實時的監(jiān)控管理，還可以實現(xiàn)在市電斷電的情況下自動保存文件后關(guān)機的功能，這個功能還是比較實用的，假設(shè)你的PC機在家里兼作自動應答的傳真機或錄音電話使用，如果停電的時候，家里正好沒人，利用UPS軟件的自動存盤關(guān)機功能，你就不用擔心會丟失接收到的信息了。
UPS的功能固然多，但你要想得到這些功能，是要付錢的，而且有可能是翻倍的。比如說山特MT500和TG500兩種型號的UPS，前者的功能多過后者，但是MT500的報價是650元，而TG500的報價只要290元（價格信息摘自2000年5月10日的太平洋電腦信息網(wǎng)：www.pconline.com.cn）。所以，要根據(jù)自己的實際需要來盤算一下，為這些功能多付錢是否值得。
3、 UPS的品牌和經(jīng)銷商
現(xiàn)在市場上的UPS品牌眾多，良莠不齊，讓一般的消費者很難選擇。筆者強烈建議廣大消費者在購買UPS時，一定要選擇名牌的UPS。首先，名牌的UPS產(chǎn)品具有性能優(yōu)良、安全可靠的特點，其次，名牌的UPS能夠提供良好的售后服務(wù)和完善的技術(shù)支持，通常，這些UPS都提供了一到三年的全國聯(lián)保服務(wù)，這意味著不管你是在哪里購買的UPS，一旦出現(xiàn)問題，你都可以選擇離你最近的維修站進行免費維修。
另外，在購買UPS的時候，一定要選擇正規(guī)的、信譽良好的經(jīng)銷商，有條件的話，最好去專門的UPS代理商或經(jīng)銷商處購買，這樣才能夠保證不會上當受騙�，F(xiàn)在市面上有很多假冒偽劣的UPS，這些UPS多是假冒一些名牌UPS產(chǎn)品，從外觀上看，包裝和外形是一模一樣的，而且也能夠使用，比如說，在停電的時候，也能夠供電等，且售價同真品也是一樣的。一些不法經(jīng)銷商正是利用這些，在明知它們是假冒產(chǎn)品的情況下，為了多賺取一些利潤，依然堂而皇之地擺在柜臺上銷售，致使消費者上當受騙，遭受損害。這里，我簡單介紹一下真假山特UPS的區(qū)別：
首先，假冒產(chǎn)品的報警聲音非常刺耳，且兩次報警聲音之間的間隔只有2秒，而真品的斷電報警聲音比較柔和，且兩次報警聲音之間的間隔有4秒鐘的時間；其次，假冒產(chǎn)品內(nèi)的蓄電池是同機內(nèi)的主板焊死在一塊的，一旦蓄電池出現(xiàn)問題，整臺UPS都要更換，而真品內(nèi)的蓄電池是用螺母固定在機內(nèi)的主板上的，一旦蓄電池出現(xiàn)問題，只需更換蓄電池即可；再有，對比真假兩臺UPS，有一個很明顯的差別，假冒產(chǎn)品內(nèi)的零配件做工非常粗糙，而真品內(nèi)的零配件做工就要精細的多了。
依據(jù)本人多年的使用經(jīng)驗，筆者在此鄭重向各位推薦兩種品牌的UPS（絕對不是幫他們作廣告，實乃自己切身的感受）：山特（SANTAK）和APC。首先，這兩種品牌的UPS都有適合家庭使用的型號，例如，山特的TG500/TG1000、APC的BK500等；其次，這些家用型號UPS的價格也比較適中，便宜的只要三百多塊錢就可以搞掂，一般有電腦的家庭都能夠承受的起；第三，山特和APC都是老牌的UPS生產(chǎn)商，在眾多的用戶中，口碑甚好。并且有著良好的售后服務(wù)和技術(shù)支持，一旦用戶在使用UPS的過程中出現(xiàn)問題，能夠很快地得到他們的幫助，從而使問題得以迅速解決。
買到了一臺自己滿意的UPS后，如果對UPS的使用和保養(yǎng)的方法不當，不但會給自己帶來不必要的麻煩，還會影響到UPS的使用壽命。不同型號的家用UPS的使用和保養(yǎng)方法基本上是相同的，只是在一些細節(jié)上會有少許的不同，當你買回一臺UPS，不要急于拆開就用，一定要仔細地看完說明書后，嚴格地按照說明書的要求來使用。
五. UPS的使用方法和注意事項
家用UPS的使用方法比較簡單。將UPS的插頭插入市電插座，需要注意的是，一定要確保市電插座的零、火線正確，即滿足"左零右火"，同時保證地線接地情況良好，將需要不間斷供電的設(shè)備，例如電腦主機、顯示器等的電源線插頭插入UPS背部的插座，打開UPS的充電器，等UPS自檢通過后，再依次開啟顯示器、電腦主機等。
如遇市電中斷的情況，因為家用UPS的供電時間是有限的，要立刻保存當前的工作，并關(guān)閉電腦主機和顯示器以及其它外設(shè)，然后再關(guān)閉UPS，等市電供電恢復正常后再繼續(xù)使用。
在使用的過程中，還要注意的是，UPS內(nèi)有大容量蓄電池，在沒有專業(yè)人員在場的情況下，請不要隨意打開UPS的外殼，以防觸電；也不要為了省事，將茶杯或飲料瓶等裝有液體的容器放在UPS上，防止液體濺入UPS內(nèi)部，導致UPS短路，因為UPS內(nèi)部如果短路，會導致電擊或著火；另外，接入UPS的負載容量不能過大，要根據(jù)UPS的最大輸出負載容量來計算可以接入的負載容量。
一般的計算公式為： UPS的最大輸出負載容量 ≥ UPS的外接負載容量 ÷ 0.8 即UPS的外接負載容量應為UPS的最大輸出負載容量的80% 以下，選擇80% 負載主要是考慮到負載啟動的沖擊電流以及用戶今后擴容的需要。
關(guān)于負載的問題，在此，再一次建議各位讀者，一是參看UPS的隨機說明書，二是在購買UPS的時候，將自己的使用要求告訴UPS銷售商，請他們給你提供參考和幫助。
六. UPS的維護和保養(yǎng)
良好的維護和保養(yǎng)，可以極大地延長UPS的使用壽命。蓄電池是UPS系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個UPS系統(tǒng)的可靠程度，然而蓄電池卻又是整個UPS系統(tǒng)中平均無故障時間（MTBF）最短的一種器件。所以說，對UPS的維護和保養(yǎng)，實際上主要就是對UPS內(nèi)部的蓄電池的維護和保養(yǎng)。
蓄電池的種類一般可分為鉛酸電池、鉛酸免維護電池及鎳鎘電池等，它們各自的特點如下：
種類/概述/優(yōu)缺點
鉛酸電池/一般型電池，也稱為汽車用電池/需加水維護，期望壽命1~3年，充放電時會產(chǎn)生氫氣，安置地點須設(shè)置排風管以免造成危險；電解液呈酸性，會腐蝕金屬；價格低廉
鉛酸免維護電池/新型電池/無需加水，期望壽命一般為5~7年，密封式充電不會產(chǎn)生任何有害氣體；擺設(shè)容易，不需考慮安置地點通風問題，免保養(yǎng)，免維護；放電率高，特性穩(wěn)定，價格較高 鎳鎘電池/高級電池用于特殊場合及特殊設(shè)備上/需加水，期望壽命20~40年，水為介質(zhì)，充放電不會產(chǎn)生有害氣體；失水率低，但需要固定時間加水及保養(yǎng)；放電特性最佳；可放置于任何惡劣環(huán)境；價格極高
現(xiàn)在的后備式UPS多數(shù)配置的是鉛酸免維護電池。影響電池使用壽命的因素有：UPS的使用環(huán)境、環(huán)境溫度、充放電電流、充 電電壓、放電深度，在這些方面需要注意的是：
1. UPS的使用環(huán)境
UPS應盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，這樣可以減少有害灰塵對UPS內(nèi)部線路的腐蝕；還要避免受到陽光、加熱器（如冬天用的取暖器）或其他輻射熱源的影響。UPS應正立放置, 不可傾斜角度。
2. 環(huán)境溫度
環(huán)境溫度對UPS電池的影響較大，環(huán)境溫度過高，會使電池過充電產(chǎn)生氣體，環(huán)境溫度過低，則會使電池充電不足，這都會響電池的使用壽命。環(huán)境溫度在25℃左右是比較理想的，這樣的環(huán)境溫度對電腦主機和顯示器也是非常適宜的。
3. 充放電電流
UPS電池充放電電流一般以C來表示，C的實際值與電池容量有關(guān)。舉例來講，如果是100AH的電池，則C＝100A。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05~3C,UPS在正常使用中都能滿足此要求，但也要防止意外情況的發(fā)生，如電池短路。
4. 充電電壓
由于UPS電池屬于備用工作方式，市電正常情況下處于充電狀態(tài)，只有停電時才會放電。如果充電電壓過高就會使電池過充電,反之會使電池充電不足。
5. 放電深度
放電深度對UPS電池使用壽命的影響也非常大，電池放電深度越深，其循環(huán)使用次數(shù)就越少,因此在使用時應避免深度放電。雖然UPS都有電池低電位保護功能，一般單節(jié)電池放電至10.5V左右時，UPS就會自動關(guān)機。但是，如果UPS處于輕負載放電（即UPS在無市電輸入的情況下，接入的負載容量遠小于它的最大輸出負載容量而處于開啟狀態(tài)）或空負載放電（即UPS在無市電輸入的情況下，沒有接任何負載而處于開啟狀態(tài)）的情況下,也會造成電池的深度放電。
除上面要注意的幾點之外，UPS在使用一定時間后應進行定期檢查，如觀察其外觀是否異常、有沒有比較難聞的氣體的味道等，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應立即停止使用，并送往UPS生產(chǎn)商指定的維修站進行修理，切莫擅自拆開或交給非專業(yè)人員維修，以免發(fā)生意外；如果長期不停電，UPS電池會一直處于充電狀態(tài)，這樣會使電池的活性變差，因此即使不停電，UPS也需要定期進行放電試驗以便電池保持活性。放電試驗一般可三個月進行一次,做法是UPS帶載－－最好在50% 以上,然后斷開市電，使UPS處于電池放電狀態(tài),放電持續(xù)時間視電池容量而言，一般為幾分鐘至十幾分鐘,放電后恢復市電供電，繼續(xù)對電池沖電。
電力問題是家用電腦的重大威脅。但是，只要我們采取了必要的保護措施，就能使我們的電腦免遭厄運。UPS,讓我省心!
一、UPS及其工作原理簡介
UPS是英文Uninterruptible Power Supply的縮寫，意為"不間斷供電電源"，是一種含有儲能裝置（常見的是一塊密閉式蓄電池），以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應。
你肯定要說，家里買這玩藝干嗎，單位的電腦才需要配UPS，又不是經(jīng)常停電，家里的電腦用不上，沒必要在這上面浪費幾百塊錢（我問過很多家里有電腦的朋友，他們有的根本就不知道什么是UPS，或者UPS是干什么用的?）。其實，這是人們對UPS的誤解。
我不妨先給你算筆帳，一臺配置高檔一點的家用多媒體電腦的價格至少要六千多元人民幣，而一臺功能多、性能優(yōu)良的家用小型UPS的市場零售價在人民幣六百元左右，只占了整臺電腦價格的十分之一左右，也就是說，十分之一的部分百分之百地保護了所有的電腦設(shè)備（主板、CPU、硬盤、顯示器中任何一樣的價格都遠遠超過了UPS的價格），你說值不值？
下面，讓我們先簡單地了解一下UPS的工作原理。
當我們沒有使用UPS的時候，PC機、打印機等終端設(shè)備是直接接入市電使用的，用了UPS，就將PC機、打印機等終端設(shè)備接到UPS上使用，而UPS再接入市電。當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應給終端設(shè)備(相對于UPS而言，我們將這些終端設(shè)備稱為負載)使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向自己的內(nèi)置電池充電；當市電中斷(例如停電)時, UPS 立即將內(nèi)置電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載的軟、硬件系統(tǒng)不受損壞。
二、市電對家用PC機及其終端設(shè)備的影響
那么，如果我們的PC機等終端設(shè)備不使用UPS，又會受到哪些影響呢？不少人都有一個常見的錯誤概念，認為我們使用的市電，除了偶爾發(fā)生的停電事故外，都是連續(xù)而且恒定的。其實不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，上面連接了成千上萬各種各樣的負載，其中一些較大的感性、容性、充電器等負載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，還反過來對電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì)，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外，意外的自然和人為事故，如雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路、電源插頭錯誤拔插等，都會危害電力的正常供應，從而影響負載的正常工作。尤其需要特別指出的是，PC機、打印機、掃描儀等都屬于非常精密的電子設(shè)備，對它們的影響表現(xiàn)得尤為突出。
對于PC機來說，顯示器及主機工作都需要正常的電力供應。尤其是內(nèi)存，對電源的要求更高，它是一種依賴電能的存儲設(shè)備，需要不斷的刷新動作來保持存儲內(nèi)容，一旦斷電，所保存的內(nèi)容立即消失。如果非正常斷電，導致內(nèi)存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設(shè)備上，就會造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而浪費大量的工作精力和時間；而象Linux這樣的操作系統(tǒng)（現(xiàn)在不少的電腦愛好者使用這種操作系統(tǒng)），如果不正常關(guān)機，內(nèi)存中的系統(tǒng)信息沒有回寫到硬盤上，還可能造成系統(tǒng)崩潰，無法再次啟動；此外，電腦中的硬盤，雖然應用的是磁存儲介質(zhì)，不會因斷電而損失信息，但突然的電力故障會使正在進行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞，或者系統(tǒng)文件在維護文件系統(tǒng)時，造成文件分配表錯誤，從而使硬盤產(chǎn)生壞道，嚴重的，甚至還會造成整個硬盤的報廢；另外，現(xiàn)在的操作系統(tǒng)大都能設(shè)置虛擬內(nèi)存，由于突然的斷電，使系統(tǒng)來不及取消虛擬內(nèi)存，從而造成硬盤中的"信息碎片"，不僅浪費了硬盤存儲空間，還會導致機器運行緩慢；電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態(tài)過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板，影響機器的正常工作，甚至燒毀主機線路。
1. 電涌（power surges）：指輸出電壓有效值高于額定值110％，而且持續(xù)時間達一個或數(shù)個周期。電涌主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機時（例如常見的家用空調(diào)關(guān)機時），電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓（我們都會有這樣的切身體會：在晚上6:00至9:00左右的時間段，是用電的高峰期，市電電壓普遍偏低，家里的照明燈比較暗，過了用電高峰期，比如說在晚上10:00左右，你會發(fā)現(xiàn)家里的照明燈突然一閃，并且亮了很多，這就是我們在日常生活中最常見到的一種電涌現(xiàn)象）。
2. 高壓尖脈沖（high voltage spikes）：指峰值達6000v，持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開關(guān)操作而產(chǎn)生。
3. 暫態(tài)過電壓（switching transients）：指峰值電壓高達 20000V，但持續(xù)時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，只是在解決方法上會有區(qū)別。
4. 電壓下陷(power sags)：指市電電壓有效值介于額定值的80％至85％之間的低壓狀態(tài)，并且持續(xù)時間達一個到數(shù)個周期。大型設(shè)備開機，大型電動機啟動，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。
5. 電線噪聲（electrical line noise）：系指射頻干擾(RFI)和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發(fā)射、微波輻射、以及電氣風暴等，都會引起線噪聲干擾。
6. 頻率偏移（frequency variation）：系指市電頻率的變化超過3Hz以上。這主要由應急發(fā)電機的不穩(wěn)定運行，或由德什晃榷ǖ牡繚垂┑縊隆?br>
7. 持續(xù)低電壓（brownout）：指市電電壓有效值低于額定值，并且持續(xù)較長時間。其產(chǎn)生原因包括：大型設(shè)備啟動和應用、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載（我們國家的很多地區(qū)存在這個問題）。
8. 市電中斷(power fai1)：即我們通常遇到的停電。其產(chǎn)生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、電網(wǎng)故障。
通過上面的介紹，相信你已經(jīng)認識到了問題的嚴重性，也許性急的你現(xiàn)在就想去買一臺UPS回來，別急，請接著往下看。 下面，我將詳細地向您介紹UPS的分類、選購以及使用方法和注意事項。
三. UPS的分類
首先，我們需要了解的是，從工作原理上分，UPS可分為后備式（OFF LINE ）和在線式（ON LINE ）兩種。
從原理上看，后備式UPS同在線式UPS的主要區(qū)別在于：后備式UPS在有市電時僅對市電進行穩(wěn)壓，逆變器不工作，處于等待狀態(tài)，當市電異常時，后備式UPS會迅速切換到逆變狀態(tài)，將電池電能逆變成為交流電對負載繼續(xù)供電，因此后備式UPS在由市電轉(zhuǎn)逆工作時會有一段轉(zhuǎn)換時間，一般為4ms。
你不用擔心，這么短的轉(zhuǎn)換時間是不會造成你的PC機掉電的，為什么這么說呢？因為所有的計算機都有一種稱作電容的儲能設(shè)備，它就象一個可充電電池，當計算機電源中斷時，電容為計算機(包括硬盤驅(qū)動)提供電能。電容的容量非常有限，如果不給它充電的話，它維持計算機工作的時間不會超過50毫秒，幸運的是電源每8.5毫秒就給電容充一次電。根據(jù)專家用電源故障模擬儀反復測試的結(jié)果表明，連續(xù)65毫秒不給PC機供電，即使在硬盤讀寫時，它們?nèi)阅苷＿\行。
大家很自然地提出這樣的問題：為何不增大電容容量，使計算機在電源中斷能連續(xù)運行許多分鐘而不是50毫秒呢？答案是：能讓一臺臺式286電腦連續(xù)運行10分鐘的電容要包括大約一萬個電極，每一個有飲料罐那么大；而在線式UPS開機后逆變器始終處于工作狀態(tài)，因此在市電異常轉(zhuǎn)電池放電時沒有中斷時間，即"0"中斷。
在線式UPS幾乎可以解決所有的常見電力問題，在有市電時，功能為穩(wěn)壓和防止電力波動干擾，因為其功能較完善，所以其成本也隨著性能的增強而上升，價格較后備式UPS貴很多。在線式UPS主要用于對電源要求非常嚴格的一些計算機設(shè)備、醫(yī)療器械等，，一般與多個外置蓄電池串接使用以延長供電時間，多為單位配置。
后備式UPS主要是用來給單臺PC機提供電源保護，具有體積小、價格低、操作簡單的特點，非常適合家庭使用，所以，當你為家用電腦購買UPS時，請選購后備式的。本文后面所述內(nèi)容，除非特別申明，均以后備式UPS為對象進行說明，請讀者注意。
四. UPS的選購
選購UPS時，僅僅知道它們的分類是遠遠不夠的，你至少還需要清楚以下三點：
1、 性能參數(shù)
UPS作為保護性的電源設(shè)備，它的性能參數(shù)具有重要意義，應是我們選購時的考慮重點。有這么幾項主要的性能參數(shù)是必須注意的：
�。�1）最大輸出負載容量
最大輸出負載容量是其中的一項非常重要的指標，容量越大，表示可同時接入到UPS上使用的設(shè)備越多。需要提醒的是，且不可一味地追求大容量，容量越大，UPS的體積也越大，價格也更貴，要依據(jù)自己的實際情況進行選購。如果你只是對自己的PC機（一臺主機+一臺顯示器）提供電源保護，選購一臺300瓦的UPS就能夠滿足你的需要了；如果你要對PC機、打印機（從眾多UPS廠家提供的使用說明書來看，他們的建議是打印機不要接入UPS，因為相對PC機來講，打印機屬于大功率負載設(shè)備。但是，依據(jù)筆者的使用經(jīng)驗，如果是家用A4幅面的噴墨或激光打印機，還是可以酌情接入UPS使用的）、掃描儀都提供電源保護，那你就有必要購買一臺最大輸出負載容量為600瓦的UPS了。
關(guān)于負載的問題，因為不同型號和品牌的UPS會有差異，在此建議各位，一是參看UPS的隨機說明書，二是在購買UPS的時候，將自己的使用要求告訴UPS銷售商，請他們給你提供幫助和參考意見。
�。�2）電池備用時間
電池備用時間的長短，決定了當市電斷電時，UPS能夠給PC機及其外設(shè)持續(xù)供電多長時間。對于不同品牌、最大輸出負載容量和實際負載容量相同的UPS來講，由于它們可能配置了不同的蓄電池，因而能夠給PC機及其外設(shè)持續(xù)供電的時間也是不一樣的。這一點很重要。假設(shè)你正在網(wǎng)上更新你的主頁，并且需要更新的主頁內(nèi)容很重要，眼看還有五、六分鐘的時間就可以完成了，這個時候突然停電了，如果你配置的UPS在市電斷電后，能夠持續(xù)供電十分鐘，那停電對你就沒有什么影響了，但是，如果你的UPS只能維持五分鐘甚至更短的時間，后果會怎樣呢!
需要告訴大家的是，電池備用時間的長短，受到很多方面的影響。一臺UPS，它的最大輸出負載容量越大，實際接入的負載越少，所能持續(xù)供電的時間也就越長，同時，UPS使用的年限和使用環(huán)境，都會不同程度地影響到電池備用時間的長短。
一般來講，一臺正常使用著的、最大輸出負載容量為300W的UPS，在負載僅為一臺PC機（可以包括一塊外置或內(nèi)置Modem）的時候，在市電斷電后，能夠持續(xù)供電八分鐘左右。
�。�3）輸入電壓
市電電壓輸入范圍寬，則表明對市電的利用能力強（減少電池放電）。
�。�4）輸出電壓和輸出頻率
輸出電壓和輸出頻率范圍小，則表明對市電調(diào)整能力強，輸出穩(wěn)定。
2、 UPS的功能
有的型號的UPS不僅能夠給PC機提供電源保護，還能夠利用自身配置的RJ45（以太網(wǎng)線接口）或RJ11（普通電話線接口）端口，對網(wǎng)絡(luò)線纜或上網(wǎng)用的Modem提供突波保護，比如說，在雷雨季節(jié)，在利用電話線上網(wǎng)的時候，Modem存在遭受雷電襲擊的危險，通過將電話線接入UPS的RJ11端口后再接入Modem，就可以避免雷電的襲擊；利用UPS的隨機軟件，不但能夠?qū)PS的使用情況進行實時的監(jiān)控管理，還可以實現(xiàn)在市電斷電的情況下自動保存文件后關(guān)機的功能，這個功能還是比較實用的，假設(shè)你的PC機在家里兼作自動應答的傳真機或錄音電話使用，如果停電的時候，家里正好沒人，利用UPS軟件的自動存盤關(guān)機功能，你就不用擔心會丟失接收到的信息了。
UPS的功能固然多，但你要想得到這些功能，是要付錢的，而且有可能是翻倍的。比如說山特MT500和TG500兩種型號的UPS，前者的功能多過后者，但是MT500的報價是650元，而TG500的報價只要290元（價格信息摘自2000年5月10日的太平洋電腦信息網(wǎng)：www.pconline.com.cn）。所以，要根據(jù)自己的實際需要來盤算一下，為這些功能多付錢是否值得。
3、 UPS的品牌和經(jīng)銷商
現(xiàn)在市場上的UPS品牌眾多，良莠不齊，讓一般的消費者很難選擇。筆者強烈建議廣大消費者在購買UPS時，一定要選擇名牌的UPS。首先，名牌的UPS產(chǎn)品具有性能優(yōu)良、安全可靠的特點，其次，名牌的UPS能夠提供良好的售后服務(wù)和完善的技術(shù)支持，通常，這些UPS都提供了一到三年的全國聯(lián)保服務(wù)，這意味著不管你是在哪里購買的UPS，一旦出現(xiàn)問題，你都可以選擇離你最近的維修站進行免費維修。
另外，在購買UPS的時候，一定要選擇正規(guī)的、信譽良好的經(jīng)銷商，有條件的話，最好去專門的UPS代理商或經(jīng)銷商處購買，這樣才能夠保證不會上當受騙�，F(xiàn)在市面上有很多假冒偽劣的UPS，這些UPS多是假冒一些名牌UPS產(chǎn)品，從外觀上看，包裝和外形是一模一樣的，而且也能夠使用，比如說，在停電的時候，也能夠供電等，且售價同真品也是一樣的。一些不法經(jīng)銷商正是利用這些，在明知它們是假冒產(chǎn)品的情況下，為了多賺取一些利潤，依然堂而皇之地擺在柜臺上銷售，致使消費者上當受騙，遭受損害。這里，我簡單介紹一下真假山特UPS的區(qū)別：
首先，假冒產(chǎn)品的報警聲音非常刺耳，且兩次報警聲音之間的間隔只有2秒，而真品的斷電報警聲音比較柔和，且兩次報警聲音之間的間隔有4秒鐘的時間；其次，假冒產(chǎn)品內(nèi)的蓄電池是同機內(nèi)的主板焊死在一塊的，一旦蓄電池出現(xiàn)問題，整臺UPS都要更換，而真品內(nèi)的蓄電池是用螺母固定在機內(nèi)的主板上的，一旦蓄電池出現(xiàn)問題，只需更換蓄電池即可；再有，對比真假兩臺UPS，有一個很明顯的差別，假冒產(chǎn)品內(nèi)的零配件做工非常粗糙，而真品內(nèi)的零配件做工就要精細的多了。
依據(jù)本人多年的使用經(jīng)驗，筆者在此鄭重向各位推薦兩種品牌的UPS（絕對不是幫他們作廣告，實乃自己切身的感受）：山特（SANTAK）和APC。首先，這兩種品牌的UPS都有適合家庭使用的型號，例如，山特的TG500/TG1000、APC的BK500等；其次，這些家用型號UPS的價格也比較適中，便宜的只要三百多塊錢就可以搞掂，一般有電腦的家庭都能夠承受的起；第三，山特和APC都是老牌的UPS生產(chǎn)商，在眾多的用戶中，口碑甚好。并且有著良好的售后服務(wù)和技術(shù)支持，一旦用戶在使用UPS的過程中出現(xiàn)問題，能夠很快地得到他們的幫助，從而使問題得以迅速解決。
買到了一臺自己滿意的UPS后，如果對UPS的使用和保養(yǎng)的方法不當，不但會給自己帶來不必要的麻煩，還會影響到UPS的使用壽命。不同型號的家用UPS的使用和保養(yǎng)方法基本上是相同的，只是在一些細節(jié)上會有少許的不同，當你買回一臺UPS，不要急于拆開就用，一定要仔細地看完說明書后，嚴格地按照說明書的要求來使用。
五. UPS的使用方法和注意事項
家用UPS的使用方法比較簡單。將UPS的插頭插入市電插座，需要注意的是，一定要確保市電插座的零、火線正確，即滿足"左零右火"，同時保證地線接地情況良好，將需要不間斷供電的設(shè)備，例如電腦主機、顯示器等的電源線插頭插入UPS背部的插座，打開UPS的充電器，等UPS自檢通過后，再依次開啟顯示器、電腦主機等。
如遇市電中斷的情況，因為家用UPS的供電時間是有限的，要立刻保存當前的工作，并關(guān)閉電腦主機和顯示器以及其它外設(shè)，然后再關(guān)閉UPS，等市電供電恢復正常后再繼續(xù)使用。
在使用的過程中，還要注意的是，UPS內(nèi)有大容量蓄電池，在沒有專業(yè)人員在場的情況下，請不要隨意打開UPS的外殼，以防觸電；也不要為了省事，將茶杯或飲料瓶等裝有液體的容器放在UPS上，防止液體濺入UPS內(nèi)部，導致UPS短路，因為UPS內(nèi)部如果短路，會導致電擊或著火；另外，接入UPS的負載容量不能過大，要根據(jù)UPS的最大輸出負載容量來計算可以接入的負載容量。
一般的計算公式為： UPS的最大輸出負載容量 ≥ UPS的外接負載容量 ÷ 0.8 即UPS的外接負載容量應為UPS的最大輸出負載容量的80% 以下，選擇80% 負載主要是考慮到負載啟動的沖擊電流以及用戶今后擴容的需要。
關(guān)于負載的問題，在此，再一次建議各位讀者，一是參看UPS的隨機說明書，二是在購買UPS的時候，將自己的使用要求告訴UPS銷售商，請他們給你提供參考和幫助。
六. UPS的維護和保養(yǎng)
良好的維護和保養(yǎng)，可以極大地延長UPS的使用壽命。蓄電池是UPS系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個UPS系統(tǒng)的可靠程度，然而蓄電池卻又是整個UPS系統(tǒng)中平均無故障時間（MTBF）最短的一種器件。所以說，對UPS的維護和保養(yǎng)，實際上主要就是對UPS內(nèi)部的蓄電池的維護和保養(yǎng)。
蓄電池的種類一般可分為鉛酸電池、鉛酸免維護電池及鎳鎘電池等，它們各自的特點如下：
種類/概述/優(yōu)缺點
鉛酸電池/一般型電池，也稱為汽車用電池/需加水維護，期望壽命1~3年，充放電時會產(chǎn)生氫氣，安置地點須設(shè)置排風管以免造成危險；電解液呈酸性，會腐蝕金屬；價格低廉
鉛酸免維護電池/新型電池/無需加水，期望壽命一般為5~7年，密封式充電不會產(chǎn)生任何有害氣體；擺設(shè)容易，不需考慮安置地點通風問題，免保養(yǎng)，免維護；放電率高，特性穩(wěn)定，價格較高 鎳鎘電池/高級電池用于特殊場合及特殊設(shè)備上/需加水，期望壽命20~40年，水為介質(zhì)，充放電不會產(chǎn)生有害氣體；失水率低，但需要固定時間加水及保養(yǎng)；放電特性最佳；可放置于任何惡劣環(huán)境；價格極高
現(xiàn)在的后備式UPS多數(shù)配置的是鉛酸免維護電池。影響電池使用壽命的因素有：UPS的使用環(huán)境、環(huán)境溫度、充放電電流、充 電電壓、放電深度，在這些方面需要注意的是：
1. UPS的使用環(huán)境
UPS應盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，這樣可以減少有害灰塵對UPS內(nèi)部線路的腐蝕；還要避免受到陽光、加熱器（如冬天用的取暖器）或其他輻射熱源的影響。UPS應正立放置, 不可傾斜角度。
2. 環(huán)境溫度
環(huán)境溫度對UPS電池的影響較大，環(huán)境溫度過高，會使電池過充電產(chǎn)生氣體，環(huán)境溫度過低，則會使電池充電不足，這都會響電池的使用壽命。環(huán)境溫度在25℃左右是比較理想的，這樣的環(huán)境溫度對電腦主機和顯示器也是非常適宜的。
3. 充放電電流
UPS電池充放電電流一般以C來表示，C的實際值與電池容量有關(guān)。舉例來講，如果是100AH的電池，則C＝100A。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05~3C,UPS在正常使用中都能滿足此要求，但也要防止意外情況的發(fā)生，如電池短路。
4. 充電電壓
由于UPS電池屬于備用工作方式，市電正常情況下處于充電狀態(tài)，只有停電時才會放電。如果充電電壓過高就會使電池過充電,反之會使電池充電不足。
5. 放電深度
放電深度對UPS電池使用壽命的影響也非常大，電池放電深度越深，其循環(huán)使用次數(shù)就越少,因此在使用時應避免深度放電。雖然UPS都有電池低電位保護功能，一般單節(jié)電池放電至10.5V左右時，UPS就會自動關(guān)機。但是，如果UPS處于輕負載放電（即UPS在無市電輸入的情況下，接入的負載容量遠小于它的最大輸出負載容量而處于開啟狀態(tài)）或空負載放電（即UPS在無市電輸入的情況下，沒有接任何負載而處于開啟狀態(tài)）的情況下,也會造成電池的深度放電。
除上面要注意的幾點之外，UPS在使用一定時間后應進行定期檢查，如觀察其外觀是否異常、有沒有比較難聞的氣體的味道等，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應立即停止使用，并送往UPS生產(chǎn)商指定的維修站進行修理，切莫擅自拆開或交給非專業(yè)人員維修，以免發(fā)生意外；如果長期不停電，UPS電池會一直處于充電狀態(tài)，這樣會使電池的活性變差，因此即使不停電，UPS也需要定期進行放電試驗以便電池保持活性。放電試驗一般可三個月進行一次,做法是UPS帶載－－最好在50% 以上,然后斷開市電，使UPS處于電池放電狀態(tài),放電持續(xù)時間視電池容量而言，一般為幾分鐘至十幾分鐘,放電后恢復市電供電，繼續(xù)對電池沖電。
電力問題是家用電腦的重大威脅。但是，只要我們采取了必要的保護措施，就能使我們的電腦免遭厄運。UPS,讓我省心!
聲明：本信息內(nèi)容的真實性未經(jīng)電源在線網(wǎng)證實，僅供參考。
