資料來源: Power Electronic News
不斷電系統(UPS)又稱電池備援,用於為負載提供緊急電力。當主要電源中斷或電壓位準下降時,它能讓電腦至少多運作數分鐘。
UPS 系統內含電池,可在停電時啟動供電,同時提供突波損害的防護。在全球的商業與工業場域中,包括醫院、小型辦公室、電子銷售點終端、生產設施與電信中心,當一般發電機系統失效時,UPS 系統都被廣泛使用。
依 UPS 機型不同,輸出波形分為正弦波與模擬正弦波。正弦波輸出是品質最佳的波形, 其形狀與市電的交流電源訊號相同, 具有平滑且規律的振盪。UPS 系統 產生正弦波電力,以驅動敏感的電子設備。 至於模擬正弦波輸出,則是利用脈波調變技術 產生階梯狀的近似正弦波, 因此能為不需要正弦波輸出的設備, 提供更具成本效益的電池備援電力。
以下是三種主要的 UPS 系統架構。
1. 離線/待機式 UPS:入門級電力防護
離線/待機式 UPS 是最基本的 UPS 系統,也是具成本效益的選擇。這種 UPS 架構是為消費性電子、POS 系統、入門級電腦、保全系統與其他基本電子設備所設計。對於 1,500 VAC 以下、所需電力容量與成本較低的設備,離線式 UPS 是不錯的選項,廣泛應用於小型辦公室、個人家用電腦等場合。
在此架構中,負載由輸入電源直接供電,備援電力則在市電失效時才啟動。電池、充電器與換流器平時關閉,但仍與市電連接,以確保電池隨時處於滿電狀態。當市電電壓中斷或超出範圍時,切換開關會自動將換流器輸出接至關鍵負載。
2. 在線互動式 UPS:中階電力防護
這種 UPS 架構最適合用於停電少見但電源波動頻繁的環境,因此廣泛用於消費性電子、遊戲系統、個人電腦、網路設備與家庭劇院電子產品等。它同時提供電源調節與電池備援,內建自耦變壓器可涵蓋寬廣的輸入電壓波動範圍(包含欠壓與過壓),之後才切換至電池備援。此外,由於換流器始終開啟並連接輸出端,因此也具備濾除切換暫態的功能。
3. 在線式/雙轉換 UPS:最高等級的電力防護
雙轉換式 UPS 模組可為重載提供不中斷的電力。在線式/雙轉換 UPS 透過整流器將輸入電源濾波並轉換為直流電,再由直流轉為交流輸出。在這種巧妙的設計下,一旦發生停電,整流器直接退出電路,由電池維持電力穩定不變。當電力恢復後,整流器重新承擔大部分負載,並開始為電池充電。
由於保護重要 IT 負載並防範各種電力問題極為重要,企業多半偏好採用雙轉換式 UPS。這類系統還提供頻率調節功能,這在備援發電機系統中是必要的,可防範發電機啟動時常見的變動。在線式/雙轉換 UPS 的換流器始終保持開啟。

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