UPS发展趋势分析

随着信息化社会建设进程的加快，UPS的应用范围越来越广泛，UPS的技术发展也越来越快，其主要发展方向为全数字化、智能化和网络化。

1.全数字化

功率MOSFET及IGBT的问世为UPS开拓出一条光辉灿烂之路，使UPS技术步入崭新的时代——全数字化时代。

首先，UPS的输入部分取消了用于与市电隔离的工频变压器，或为降压用的自耦变压器，而采用SPWM技术实现整流高频化（AC-DC）。一方面可以减小直流侧滤波器尺寸，改善直流侧调节性能，提高市电电压允许变化范围；另一方面采用数字信号处理器（DSP）控制，使输入电流正弦化，并与市电电压相同，从而实现UPS高输入功率因数（PF约为1）。逆变器中的功率MOSFET或IGBT工作频率在20 kHz以上。输出滤波器小而简单，而且输出的正弦波非常光滑。

对于UPS内部的蓄电池组采取高频变化降压方式（DC—DC）充电，当市电停电时，UPS转换为蓄电池，给逆变器供电时亦采取高频变换降压方式（DC—DC）实现。

逆变器控制电路采用了正弦波直接反馈技术，其调节速度快，远远优于传统模式模拟反馈技术，再加上小的输出滤波器和20 kHz以上的SPWM调制，使UPS动态响应特性非常好。在逆变器保护电路中采用性能优良的过流保护技术，使逆变器不仅具有较强的过载能力，允许100%负载不平衡（指三相逆变器），而且具有很强的自身保护功能。综上所述，全数字化UPS具有高质量、高可靠、高指标、多功能等特点，不仅噪声低而且效率高。而传统式逆变器输出变压器逐渐被抛弃。

未来，UPS技术将向着多功能的方向发展，功率范围从12 kV·A拓展到300 kV·A，可全面满足客户的需求，提供包括特殊环境下的关键应用系统所需的中央电源保护功能，内置式DCexpert电池监察系统，能够高准确地提供运行时间和电池状况，避免因突如其来的故障导致数据丢失，使电池运行时间误差减小到±3%以内。

数字化UPS的内置式Token-Ring网络采用数字信号处理专利算法，有效地解决了并行系统之间的相互沟通问题，并采用有效的设计将产品的元件数量减至最低程度，以减少故障机会，可以提供99.99%可用性的并行冗余系统。例如，新推出的Remote Notify选件在大部分情况下能够自行诊断故障，并且立即解决问题。如果遇到重大故障，可以就用户预测的190多种故障情况，自动向传呼机或个人计算机发出最多长达40个字的求助信息。Remote Notify可以向两个不同的电话号码发出呼叫，并且最多可以重拨256次，以确保信息可以顺利传达，而网络管理人员则可通过拨号进入系统内部检查UPS的全面运行情况。

2.智能化

UPS的智能化包括系统运行状态自动识别和控制、系统故障自诊断、蓄电池自动监测管理、智能化内部信息监测与显示等。

UPS的异地远程监控包括系统专用远程监控控制盘、RS-232/485通信口与监控PC间的交互控制、将UPS系统作为网络的一个节点的网络交互控制等。UPS的智能化主要通过系统的控制软件实现。在系统运行状态识别与控制方面，通过内部传感器和状态逻辑及识别系统所处的运行状态，判定系统运行是否正常，主要包括以下几个方面。

（1）根据负载被切换到旁路的时间和次数，以及切换时的输入/输出参数等，判定系统的运行模式是旁路运行还是主机运行，是充电运行还是放电运行。

（2）根据系统运行的状态参数识别外部指令，决定执行外部指令的方式，包括系统功能和运行参数的调整。(www.xing528.com)

（3）快速、准确地判定系统的故障状态并采取相应的故障处理措施，如封闭功率变换器、输出故障参数报警等。

（4）历史事件的记录，以及根据历史记录和当前运行参数预测蓄电池的后备时间等。

（5）智能化的人机对话控制操作面板，包括图形显示等。

（6）并机系统的热待机到带载运行的自动判定与转换。

所有这些都简化了外部操作程序，有效地防止了系统的误操作对系统自身和负载所带来的危害，提高了UPS的可靠性。UPS智能化的另一个方面是通过运行于PC机内的监控软件实现的。通过RS-232等接口将UPS与PC机串口连接，并在PC机上运行相关平台的UPS监控软件，由PC机定时发送查询指令，UPS则在规定的时间内返回运行参数信息。由PC机进一步对UPS的运行状态、故障的具体部位等进行判断，并在必要时对UPS发出指令干预运行和提醒现场维护人员。

目前，UPS厂商新推出的新产品包括多种不间断电源供应技术、电源管理软件及连接装置等，而它们能使受保护的重要信息资源不会因电源冲击、浪涌、陡降、电力不足和电力中断等原因遭受损失。

3.网络化

在计算机网络及通信事业迅猛发展的推动下，当今UPS在大量引进微处理监控技术的基础上，发展成为一种能在UPS网络和计算机网络之间建立起双向通信调控管理功能的系统。UPS网络化有两方面的含义。

（1）UPS及其监控系统与其所保护的负载——计算机或局域网络间的交互作用。当电源出现异常时，UPS内部的微控制器会及时把异常信息发送给它所保护的计算机或局域网，并发出告警信息，提醒操作员或网络管理员及时处理，并在UPS供电时间结束前自动中止计算机或局域网的运行，并将现场信息自动存盘。通过MODEM向有关人员发出E-mail、BP-CALL等。

（2）UPS作为广义网络的一个独立节点并装上通信适配器，给UPS分配独立的IP地址。这样，网管员或被授权人可在网络的任何地方通过网络像管理计算机一样对UPS的情况进行实时远程监控。利用这种控制功能，用户可在计算机网络终端上实时监控UPS的运行参数。此外，用户还可以在计算机网络终端上对UPS的输出执行定时的自动开机、自动关机操作。在自动完成将程序和数据转入磁盘的操作之后，再自动关闭操作系统。这样有序的关机操作，将确保用户软件和数据的安全可靠。

UPS生产厂家也可以直接通过网络了解分布在世界各地的UPS的运行情况，便于向用户提供系统诊断和维修等售后服务，提高服务的快速性和准确性。为实现控制功能，在目前市售的先进UPS上可向用户提供RS-232，DB-9，RS-485等通信接口。对于要求能执行计算机网络管理功能的UPS来说，还应配置简单网络管理协议SNMP卡，才能配套运行。

总之，UPS使用MOSFET及IGBT功率元件，使其走向高频化、小型化、高效率，也延长了蓄电池的寿命；采用冗余技术，进一步增强了UPS的容量和可靠性，而网络智能化UPS技术不仅提供完全可靠的网络电源管理，也为节能提供了一种最佳的解决方案，可以说UPS技术总的发展趋势是逐步向小型网络智能化和具有长时延方向发展。随着科学技术的进步，UPS技术将在不久的将来开辟一个更新的领域。