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不間斷電源或不間斷電源（UPS）是一種在輸入電源或市電發(fā)生故障時(shí)向負(fù)載提供應(yīng)急電源的電氣設(shè)備。不間斷電源與輔助或應(yīng)急電源系統(tǒng)或備用發(fā)電機(jī)的不同之處在于，不間斷電源通過提供電池、超級電容器或飛輪中存儲的能量，提供近乎瞬時(shí)的輸入電源中斷保護(hù)。大多數(shù)不間斷電源的電池運(yùn)行時(shí)間相對較短（僅幾分鐘），但足以啟動(dòng)備用電源或正確關(guān)閉受保護(hù)的設(shè)備。它是一種連續(xù)供電系統(tǒng)。
不間斷電源UPS通過保護(hù)設(shè)備免受電力中斷和波動(dòng)的影響，通常用于保護(hù)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)中心、電信設(shè)備、醫(yī)療系統(tǒng)或其他電氣設(shè)備等硬件，在這些設(shè)備中，意外電源中斷可能會導(dǎo)致受傷、死亡、嚴(yán)重業(yè)務(wù)中斷或數(shù)據(jù)丟失。理解UPS的組件、類型以及功率半導(dǎo)體的應(yīng)用有助于確保系統(tǒng)的可靠性和性能。
UPS的主要組件
1. 輸入電源
輸入電源是UPS的入口，通常連接到電網(wǎng)。它提供了電力以供UPS運(yùn)行，同時(shí)還負(fù)責(zé)電壓調(diào)整和過濾，確保UPS獲得穩(wěn)定的電源。
2. UPS控制器
UPS控制器是UPS的智能大腦。它監(jiān)測輸入電源質(zhì)量、負(fù)載狀況，以及電池狀態(tài)。根據(jù)這些信息，控制器可以切換電源來源，確保連續(xù)供電。
3. 電池
電池是UPS的關(guān)鍵組件，用于存儲電力。當(dāng)電源中斷時(shí)，UPS會立即切換到電池供電，確保電力不中斷。電池的容量決定UPS可以供電多久。
4. 輸出逆變器
輸出逆變器將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以供應(yīng)UPS的輸出。它確保輸出電源的質(zhì)量和穩(wěn)定性，以保護(hù)連接的設(shè)備。
5. 輸出電源
輸出電源將UPS產(chǎn)生的電力提供給連接的設(shè)備，如服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。它可以提供恒定的電壓和頻率，以保持設(shè)備的正常運(yùn)行。
UPS主要分為以下三種類型：
1. 離線（Standby）UPS
離線UPS在正常情況下將電源直接傳遞給連接的設(shè)備，只在電力中斷時(shí)才切換到電池供電。盡管切換速度較慢，但適用于小型應(yīng)用。
2. 在線（Online）UPS
在線UPS始終將電源傳遞給電池逆變器，以確保設(shè)備始終由電池供電。這提供了更快速的切換時(shí)間和更高的電力質(zhì)量，適用于更大規(guī)模的應(yīng)用。
3. 線交互（Line-Interactive）UPS
線交互UPS融合了離線和在線UPS的特點(diǎn)。它在正常情況下將電源直接傳遞，但可以在電力波動(dòng)或中斷時(shí)切換到電池供電。它平衡了性能和成本。
UPS中主要的功率半導(dǎo)體
1. 整流二極管
整流二極管用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，充UPS的電池。這些二極管必須能夠承受高電流和高反向電壓。
2. 逆變器
逆變器是UPS中最重要的功率半導(dǎo)體組件之一。它包括功率晶體管、絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）等，用于將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供電給連接的設(shè)備。
不間斷電源市場前景光明：2018年，全球市場價(jià)值達(dá)已到105億至110億美元，直至2025年的年增長率預(yù)計(jì)將持續(xù)以3%至5%的增長。亞太地區(qū)占據(jù)全球需求的28%至32%，特別是消費(fèi)電子行業(yè)，其需求正持續(xù)增長。未來幾年，消費(fèi)電子行業(yè)的年增長率將達(dá)4%至5%，這將為UPS市場帶來巨大機(jī)會。
