第1号白皮书 版本9
作者：Jim SpitaelsLinda ZhangPaul Lin
摘要
不同类型的UPS系统
市场上充斥着各种不同类型的UPS系统，其特性能标准根据各类UPS的输出特性，对不同类型的 也各不相同，令人眼花缴乱.IEC62040-3UPS性UPS进行了分类.本白皮书阐述了与IEC标准最为 相关的章节，并描述了五种类型的UPS，探讨了每种UPS的实际应用场景，以及他们的优缺点.借助于这些信息，您可以做出明智的决策，选择最适合您应用场景的UPS类型.
不间断电源（UPS）主要分为两大类：静态式和旋转式.顾名思义，静态式UPS的逆 变器电路中没有任何活动部件.而旋转式UPS采用旋转的机械组件，如电动机发电机来实现其功能.本白皮书仅介绍静态式UPS.欲了解有关旋转式UPS的更多信息，请参阅第92号白皮书《静态式UPS和旋转式UPS的比较》.种类繁多的静态式UPS及其所标定的特性，通常会给为关键应用（例如数据中心、医院、机场等）选择此类UPS的用户带来困惑.而这种困惑可能导致其相信某种特定类型的UPS具备一定的性能水平或功能，而事实上它是无法实现的.只有正确识别每种不同类型UPS的输出特性时，才能消除许多误解.
简介
本白皮书首先讨论了国际电工委员会IEC关于UPS性能的标准，该标准对各种类型的UPS进行了分类.由于输出性能是为特定应用场景选择UPS的首要考量因素，因此在选择UPS之前，必须熟悉IEC标准的背景知识，这一点至关重要.然后，我们对市场的工作原理.这些内容有助于您为各种不同应用场景正确识别和比较UPS. 上的五种UPS类型进行逐一介绍，包括关于其输出特性的简要说明以及每种拓扑结构
UPS输出端 性能
为了帮助制造商准确地描述各自产品并帮助用户全面了解自己要购买的产品，EC制定 了正C62040-3：UPS一确定性能的方法和过验要速标准.该标准对类型的静态式UPS的输出性能进行了分类，并提供了性能验证的试验要求.UPS输出性能分为三个部分，AAA-BB-CC，具体分类代码参见以下小节
第1部分：输入相关性（AAA）
UPS输出性能分类的第一个代码是输入相关性（例如，UPS的输出电压与所施加的输入电压之间的相关性）.
UPS的输出与输入之间的相关性分为以下三类3：
与电压和频率相关（VFD），与电压不相关（VI），以及与电压和频率不相关（VFI）.
描述了UPS输入相关性的性能与七种常见的电源问题之间的关系.欲了解有关这七种 每个类别都提供不同的能力以解决电源问题，例如电力中断、电压骤升和骤降等.表1电源问题的详细信息，请参阅第18号白皮书《七种类型的电源问题》.
从表1中可以明显看出，VFIUPS在这三个分类中性能最高，因为它既可以提供保护以防止电力中断，也可以对电压和频率进行调节.有关VFD、VI和VFI分类的输入和输出的电压与频率之间关系的更多信息，请参见附录图A
七种类型电源问题 VFD 不同类别能够解决的问题 VI VFI电力中断电压骤升和骤降电压瞬变持续的过压和欠压电压波形失真 **电压波动 ★*频率变化 x
表1
影响的UPS功能汇总 保护负载免受电源问题（按输出与输入之间相关性性能分类）
*一些VFDUPS可能包含浪涌抑制和滤波元件，以解决电压瞬变问题.
在VI类别中，只有在线式UPS能够解决电压波动和波形失真问题，例如谐波、间谐波、陷波等.我们将在“UPS类型”章节中进一步讨论.
第2部分：输出电压波形（BB）
UPS输出性能分类的第二个代码是在正常模式（第一个字母代表当市电供电时）和储能模式（第二个字母代表当电池供电时）下的输出电压波形性能.
输出电压波形分成以下三类：
用S表示总谐波含量THD较低的正弦波，用X表示总谐波含量THD中等的正弦波，以及用Y表示非正弦波（例如阶梯波或方波）.
有关这九种可能组合的更多详细信息，请参见附录表A1.市场上两种常见的波形类型是总谐波含量THD较低的正弦波（S）和非正弦波（Y）.目前市场上几乎额定值为2KVA及以上的UPS输出电压波形特性均为SS，而许多额定值在2kVA以下的家用UPS输出电压波形特性则为SY.
第3部分：动态输出性能（CC）
UPS输出性能分类的第三个代码是动态输出性能，它描述了在运行模式（第一个字母代表当在正常、旁路和储能运行模式之间转换时）变化期间以及在瞬时阶跃性的增加或 减少负载（第二个字母）时发生的输出电压变化.
电压变化分成以下三类：
1：在小于10毫秒的时间内，电压调节幅度为±20%条件下无中断2：在小于10毫秒的时间内，电压调节幅度为±20%条件下最长1毫秒的中断3：在小于100毫秒的时间内，电压调节幅度为10%/-20%条件下最长10毫秒的中断.
形（BB）和动态输出性能（CC）.因此，完整的输出性能可以归纳为：AAA-BB-CC 总之，UPS的输出性能可以通过三部分进行描述：输入相关性（AAA）、输出电压波（比如：VFD-SY-33，VI-SS-31或VFI-SS-11）.有关IEC62040-3中关于此分类的更多详细信息，请参见附录表A1.
市场上的静态式UPS类型多种多样，每种类型都有各自不同的性能特征.最常见的类型如下：
后备式在线互动式双转换在线式Delta转换在线式混合转换在线式
许多UPS类型具有多种运行模式，根据IEC标准，它们具有不同的输出性能特征.例如，正常模式下的双转换在线式UPS可能具有VFI的输出性能，而在高效正常模式下，可能具有VFD的输出性能.
UPS具有三种常见的运行模式：
正常模式一一UPS使用交流输入电源为负载供电，并且储能设备（例如蓄电池、飞轮等）已连接，此时正在充电或已充满电.高效正常模式一为了提高能效，使用交流输入电源直接为负载供电，并且储能模式：UPS节能运行模式的效益和风险》率范围，UPS使用来自储能设备的直流电为负载供电.
设备已连接，此时正在充电或已充满电.高效模式包括旁路正常模式和功率因数校正（PFC）旁路正常模式.如需了解更多信息，请参阅第157号白皮书《Ec0
储能模式（电池模式）--由于交流输入电源中断或超出UPS可接受的电压或频
值得注意的是，几乎提供高效正常模式的UPS都会自动在高效正常模式和正常模式之间切换，以实现效率和负载保护之间的最佳平衡.附录中举例详细解释了这种行为.
类型的UPS均具有正常模式和储能模式，只有少数几种类型的UPS提供高效正常模式（如表2所示）.除了波形以外，类型的UPS在储能模式下的输出性能均相同，因此在本白皮书中将不作深入讨论.
UPS类型 旁路正常模式 高效正常模式后备式 PFC旁路正常模式在线互动式双转换在线式Delta转换在线式混合转换在线式
表2UPS类型与是否具有高效 正常模式之间的关系
*对于后备式UPS，旁路正常模式可视为正常模式.*许多在线互动式UPS可以使用调压变压器（AVR）进行输出电压调节，并且这种情况下基本上 可以在旁路正常模式下运行.
