摘要：伴隨著信息時代的到來及各種信息系統(tǒng)在各個領域的廣泛應用，計算機數(shù)據(jù)信息的安全穩(wěn)定顯得越發(fā)重要。UPS作為直接影響計算機軟硬件能否安全運行的一個重要因素，電源質量的穩(wěn)定性成為工業(yè)、學校尤其是金融業(yè)首要考慮的問題。隨著時代的不同，不同年代的需要對UPS不同分類及發(fā)展，是當今信息社會高速發(fā)展的需求。當今，UPS以確保系統(tǒng)具有“高穩(wěn)定性”以及“高可用性”作為其保護重點。
1、引言
歷史上的不間斷電源，是伴隨著計算機的出現(xiàn)而誕生的，由于當時，數(shù)據(jù)的輸入非常復雜：首先將數(shù)據(jù)在紙帶上穿孔，再將已穿孔的紙帶通過光電機輸入到計算機。萬一在計算機工作中斷電，整個數(shù)據(jù)就會完全丟失，供電恢復后又必須重新將穿孔紙帶通過光電機把數(shù)據(jù)輸入到計算機。當時提出的要求就是，希望電源在市電斷電后能繼續(xù)維持供電5秒，將現(xiàn)場的運算結果保存到磁心存儲器中，待市電恢復后，能接著原來的計算結果繼續(xù)運行下去。早期的UPS于上世紀90年代開始成規(guī)模，主要用于給服務器、計算機系統(tǒng)或其他電力電子提供不間斷的電力供應。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展以及國際互聯(lián)網(wǎng)的到來。UPS從計算機外圍設備，一個不受重視的角色迅速發(fā)展成為互聯(lián)網(wǎng)的關鍵設備及電子商務的保衛(wèi)者。UPS作為信息時代的基石，開始了她新的歷史使命。
2、UPS的發(fā)展歷程
自上世紀60年代美國通用電氣公司研究生產(chǎn)不間斷電源以來，不間斷電源一直在被改進，但是其基本原理沒有重大變化。
一、飛輪式不間斷電源
飛輪式不間斷電源可以說是UPS的鼻祖，在使用電池的時代之前，不間斷電源曾經(jīng)使用飛輪和內(nèi)燃機為負載提供電能供應，這種不間斷電源被稱為飛輪式或旋轉式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動機、飛輪、柴油機（或汽油機）及發(fā)電機等組成。在電網(wǎng)供電的情況下，由整流器提供的直流電驅動電動機帶動飛輪旋轉，并且?guī)Оl(fā)電機為負載供電。由于飛輪的慣性作用，發(fā)電機轉速可以保持均衡，此時不間斷電源起過濾電網(wǎng)干擾的作用。當電網(wǎng)斷電后，飛輪繼續(xù)帶動發(fā)電機的轉子旋轉，同時啟動柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電，替代原有電網(wǎng)為負載供電。
二、蓄電池式不間斷電源
隨著20世紀初期，半導體器件的迅猛發(fā)展以及在各領域廣泛的應用，UPS引入了逆變電路，同時也引入了蓄電池組，去掉了直流發(fā)電機和大飛輪。數(shù)十年來，UPS的這種電路拓撲，一直沿襲至今。
3、UPS組成部分
3.1 UPS關鍵電路
UPS是一種儲能裝置，主要是有蓄電池、逆變器為組成部件，穩(wěn)壓、穩(wěn)頻輸出的電源保護設備。當市電正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后給負載提供穩(wěn)定的電源，同時，給蓄電池充電把能量儲存在電池內(nèi)。當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“逆變器”把存儲在蓄電池的能量轉換成交流電給負載使用，使負載保持正常的工作狀態(tài)保護負載的軟、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、家庭等眾多領域中的應用日益廣泛。電力電子裝置的非線性，引起網(wǎng)側電流、電壓波形的嚴重畸變，導致了日趨嚴重的諧波污染。相關資料表明，電力電子裝置生產(chǎn)量在未來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，諧波治理勢在必行。
3.1.1.1 UPS產(chǎn)生諧波的特點
現(xiàn)時，以可控硅為主要器件的整流電路來說，其諧波分布有以下特點：
（1） 對于理想的P脈沖整流器,在交流側只有下列次數(shù)的諧波電流:n=pm±1次,式中m=1,2,3,…。各個諧波電流分量的幅值為基波電流的1/n。例如,對于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;
