【摘要】本文介紹了UPS的基本組成，工作原理、分類、及維修實(shí)例做了簡(jiǎn)要闡述。

【關(guān)鍵詞】UPS；工作原理； 維修實(shí)例

Abstract：This paper introduces the basic structure of UPS，briefly introduces the working principle，classification，and repair examples.

Keywords：UPS；Working principle；Repair example

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，UPS在各行各業(yè)中使用也越來越廣泛，主要應(yīng)用于政府、金融、電信、電力、醫(yī)療、交通、制造等行業(yè)。其中在醫(yī)院中使用有放射科CT、拍片機(jī)，檢驗(yàn)科大型生化儀，B超室B超機(jī)，手術(shù)室麻醉機(jī)，重癥監(jiān)護(hù)室呼吸機(jī)等作為一種常見的輔助設(shè)備，可以有效的防止因市電中斷造成不必要的損失。

一、UPS的基本組成

UPS（Uninterruptible Power System），意為不間斷電源系統(tǒng)，是一種能為負(fù)載提供連續(xù)電能的供電系統(tǒng)。UPS電源系統(tǒng)主要分兩大部分，主機(jī)和蓄電池。

主機(jī)由：整流、逆變器和旁路裝置。其整流器是市電輸入后經(jīng)隔離變壓器降壓，然后經(jīng)整流模塊可控整流，使其輸出幅度基本不變的整流電壓。逆變器為主機(jī)的核心，將直流電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的交流電源，逆變器的振蕩頻率越穩(wěn)定系統(tǒng)的頻率也越穩(wěn)定，從而能夠提供恒壓恒頻的不間斷電源。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計(jì)了旁路裝置允許自動(dòng)或手動(dòng)將電源切換到旁路開關(guān)。

儲(chǔ)能蓄電池：當(dāng)UPS輸入的市電中斷時(shí)，由儲(chǔ)存在電池中的電能來對(duì)負(fù)載供電。根據(jù)UPS的功率不同，蓄電池可以放置在UPS機(jī)柜內(nèi)，或獨(dú)立的電池柜內(nèi)，且配置的電池的數(shù)量也不盡相同。

二、UPS的工作原理

當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將電網(wǎng)交流電經(jīng)輸入隔離變壓器降壓、整流器整流把交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）經(jīng)濾波后供給逆變器，同時(shí)它還向蓄電池充電，當(dāng)市電中斷或者發(fā)生故障時(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過逆變器將直流（DC）轉(zhuǎn)化交流（AC）向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載不受損壞。工作過程：交流電（AC）→直流電（DC）→交流電（AC）。

還有重要作用的控制電路，它是UPS比不可以少的電路起著至關(guān)重要的作用，將連接UPS各個(gè)部分連接起來控制整個(gè)UPS正常工作，同時(shí)還具有系統(tǒng)檢測(cè)、反饋保護(hù)、數(shù)據(jù)同步以及各種開關(guān)和控制顯示面板等信號(hào)監(jiān)測(cè)作用，還完成脈寬調(diào)制的控制，由于采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)雙重電壓反饋，極大地改善了UPS的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性。

三、UPS的分類

UPS電源包括了三種類型：在線式、后備式和在線互動(dòng)式。

1.在線式。

其工作原理是將輸入的市電轉(zhuǎn)化為直流電給蓄電池充電，同時(shí)逆變電路將此直流電逆變?yōu)榻涣麟姙樨?fù)載供電，經(jīng)過了交流到直流再到交流的轉(zhuǎn)換過程。當(dāng)市電中斷時(shí)，UPS能馬上將其存儲(chǔ)的電池電能通過逆變器轉(zhuǎn)化為交流電對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電。由于逆變器一直在工作狀態(tài)，所以無論是在市電供電正?；蚴鞘须娭袛啵€是蓄電池供電期間，不存在切換時(shí)間問題，從而達(dá)到了具有較強(qiáng)保護(hù)功能輸出電壓零中斷的切換目的，有效地保證輸出不間斷的電源，全面解決市電中存在的電源故障，提供高層次的電源保護(hù)。因此，適用于對(duì)電源有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。

2.后備式。

在市電供電時(shí)由旁路開關(guān)直接輸出，在停電時(shí)逆變器緊急切換到工作狀態(tài)，并將蓄電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，后備式UPS也被稱為離線式UPS。因后備式有切換時(shí)間，所以主要適用于市電波動(dòng)不大，對(duì)供電質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合。

3.在線互動(dòng)式。

又稱線上交錯(cuò)式，是指在輸入市電正常時(shí)，UPS的逆變器處于反向工作狀態(tài)給蓄電池充電，在市電異常時(shí)逆變器轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)，將蓄電池電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出。最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的軟件功能，可以方便地與計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行UPS的智能化管理，方便用戶可直接從計(jì)算機(jī)上直接讀取UPS數(shù)據(jù)。本身具備升壓和減壓補(bǔ)償電路，在市電的供電狀況不理想時(shí)，即時(shí)校正，減少不必要的切換，延長(zhǎng)電池壽命。

四、UPS的維修實(shí)例

一般情況下，UPS的故障應(yīng)該根據(jù)前面板的LCD顯示屏及LED指示燈的情況分析與排查，首先根據(jù)故障現(xiàn)象在未打開機(jī)箱蓋的情況下，查找原因能否確定故障，然后再打開機(jī)箱蓋進(jìn)行故障的維修。UPS主機(jī)常見的故障主要有不逆變、不穩(wěn)壓、不充電、不能用市電、死機(jī)、風(fēng)扇不轉(zhuǎn)等幾種。在檢修UPS時(shí)，應(yīng)首先檢查蓄電池，其次是主機(jī)電路，當(dāng)確定是主機(jī)電路故障后，應(yīng)先查市電穩(wěn)壓供電電路，然后查逆變電路。

實(shí)例一：

醫(yī)院服務(wù)器機(jī)房有山特20KVA的UPS在不到五分鐘內(nèi)連續(xù)兩次市電中斷，兩次蓄電池低電量指示燈紅燈亮起警告，蜂鳴器鳴叫報(bào)警，之后UPS立即關(guān)機(jī)，導(dǎo)致機(jī)房服務(wù)器斷電未起到保護(hù)作用。打開蓄電池柜直接看到有幾節(jié)蓄電池變形突起膨脹，未變形蓄電池經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)性能也嚴(yán)重變差，不能維持對(duì)服務(wù)器的供電，造成服務(wù)器供電中斷。此時(shí)只要更換膨脹和不良蓄電池，就可恢復(fù)正常。檢查蓄電池，一是測(cè)電壓，二是測(cè)容量，用蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀檢查蓄電池的容量，蓄電池的容量隨著時(shí)間會(huì)逐漸降低。

實(shí)例二：

手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室共用一臺(tái)山特60KVA的UPS損壞致停電，造成呼吸機(jī)燒毀。進(jìn)入U(xiǎn)PS房間聞到燒焦的味道，房間里很悶熱，初步判斷是因房間散熱不好溫度到過高，導(dǎo)致UPS主機(jī)燒毀，主機(jī)燒毀后未能自動(dòng)切換到旁路開關(guān)供電，手動(dòng)切換到維修旁路開關(guān)繼續(xù)供應(yīng)電源，使手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室恢復(fù)供電。此時(shí)UPS內(nèi)部將不存有電力，維護(hù)人員可以安全地進(jìn)行維修。然后打開主機(jī)外殼看到主機(jī)中的有燒毀的電路板，經(jīng)過檢測(cè)逆變電路和充電電路燒毀。將燒毀部分電路更換后，打開主機(jī)LCD顯示屏數(shù)據(jù)顯示正常，測(cè)量充電電路輸出電壓為324V屬于正常電壓（正常時(shí)對(duì)單塊12V的蓄電池來說充電電壓為13.5V，對(duì)于串聯(lián)的24塊蓄電池來說是324V測(cè)量）。檢測(cè)逆變電路，用蓄電池給逆變電路供電有220V交流電壓輸出，說明蓄電池直流電壓能正常轉(zhuǎn)變?yōu)?20V交流電壓，逆變電路修理完成。先接上100W燈泡能持續(xù)正常發(fā)光，再接上手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室設(shè)備也能正常工作，最后從維修旁路切換到工作通路一切正常修理完成。由于UPS具有逆變成市電的功能，維修時(shí)一定要注意安全。

不間斷電源作為醫(yī)院輔助設(shè)備之一，其機(jī)器能否正常使用極為重要。因此，維修人員應(yīng)熟練掌握常見故障處理和檢修方法，制定為維護(hù)計(jì)劃，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，有效解決問題，保證的良好運(yùn)行，有著非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李曉光等.UPS電源原理及應(yīng)用[J].電源世界，2006（01）.

[2]王其英，何春華.UPS工作原理與實(shí)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[3]馬吉安等.U?P?S?分?類?及?故?障?分?析[J].中國(guó)設(shè)備工程， 2007.