摘要：文中闡述了UPS的熱備份連接和并聯(lián)連接，分析了主/從串聯(lián)熱備方式、雙機主備冗余供電方式、多機主備冗余供電方式的工作原理及優(yōu)缺點，論述了并聯(lián)連接的控制技術(shù)、初級式并聯(lián)、高級并聯(lián)方式的技術(shù)特性。

關(guān)鍵詞：UPS 連接方式  工作原理  技術(shù)特性

在UPS的應(yīng)用中，用戶為了提高運行中的可靠性，往往要求幾臺UPS冗余連接。UPS的冗余連接有兩種方式：熱備份連接和并聯(lián)連接。

1.USP的熱備份連接

熱備份連接是指當(dāng)單臺UPS不能保證用戶提出供電可靠性要求時，就再接入一臺同規(guī)格的單機來提高可靠性。任何具有旁路環(huán)節(jié)的UPS都可以進行熱備份連接，兩臺UPS熱備份連接時，只需將一臺UPS1的旁路的輸入端與市電斷開，并連接到另一臺UPS2的輸出端，就構(gòu)成了兩臺UPS熱備份冗余系統(tǒng)。這種連接非常簡單，當(dāng)把UPS1作為主輸出電源而把UPS2作為備用機時，只需將備用機UPS2的輸出與UPS1的旁路輸入端相連就可以了，不過此時UPS1的旁路輸入端一定要與UPS1的輸入端斷開。在正常情況下，由UPS1向負(fù)載供電，而UPS2處于熱備份狀態(tài)空載運行；當(dāng)UPS1故障時，UPS2投入運行接替UPS1繼續(xù)向負(fù)載供電。只有當(dāng)UPS2由于過載或逆變器故障時，才閉合UPS2的旁路開關(guān)，負(fù)載轉(zhuǎn)為由市電供電。

　　兩臺熱備分連接的UPS系統(tǒng)可靠性比單臺UPS的可靠性提高了兩個數(shù)量級，并且，這種系統(tǒng)的連接方式簡單易行，即使是不同品牌的機器，只要規(guī)格容量相同，就可連接，不需再增加另外的設(shè)備。若兩臺不同容量的UPS相連，其容量只能按最小的那一臺計算。這種熱備份連接方式也有它的不足之處：

這種UPS的熱備份連接一般不超過兩臺，它不能增加系統(tǒng)的輸出容量，尤其是兩臺不同容量的USP連接時，該系統(tǒng)的輸出容量不能超過其中容量較小的那一臺的功率。由于是同容量串聯(lián)連接，所以如果一臺UPS過載，轉(zhuǎn)到另一臺后仍然過載，即供電系統(tǒng)的帶載能力沒有加強；實用中很少有兩臺以上UPS的串聯(lián)連接，因此，應(yīng)用場合受到了限制。

　　UPS的熱備份的目的是確保負(fù)載設(shè)備不會在市電停電時因主機故障而斷電，保證計算機等負(fù)載設(shè)備數(shù)據(jù)不會丟失。而UPS的熱備份要解決的關(guān)鍵問題是旁路開關(guān)的切換要有嚴(yán)密的電路控制，保證不會在切換時有任何斷電情況發(fā)生。下面介紹目前常見的幾種熱備連接方式：

1.1主/從串聯(lián)熱備方式

圖1為早期一般采用的主/從串聯(lián)熱備種方式，它的特點是連接成本較低，技術(shù)簡單，雙機冗余提高了UPS電源供電系統(tǒng)的可靠性，但存在一些弱點：

  1.1.1主UPS本身發(fā)生故障時，可能無法切換而造成輸出中斷。當(dāng)主UPS內(nèi)部電源板或電源模塊發(fā)生故障時，主UPS會立即停止工作，輸出中斷。此時，主UPS也不可能再從靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)向旁路，這時既使從UPS是好的也無濟于事，整個計算機系統(tǒng)的供電將被中斷。

當(dāng)主UPS控制電路出現(xiàn)問題時，逆變器燒毀瞬時(此時不滿足切換條件)及一些其它原因，也可能會出現(xiàn)靜態(tài)開關(guān)不切換而造成供電中斷。

1.1.2切換瞬時輸出出現(xiàn)間斷。UPS供電系統(tǒng)為保證輸出波形連續(xù)，采用先合后斷技術(shù)，即旁路通過靜態(tài)開關(guān)與逆變器輸出有一疊加過程，以保證輸出無間斷，但這兩路電壓必須滿足頻率，相位，電壓幅值完全一致，否則，將有可能造成切換過程中輸出的不連續(xù)。

在頻率正常的情況下，主UPS的為帶載工況，而從UPS為空載，而在電網(wǎng)頻率偏離UPS跟蹤頻率范圍時，UPS將啟動自身晶體振蕩器，由于兩臺UPS為獨立系統(tǒng)，無法進行“鎖相”跟蹤，如在此時發(fā)生切換過程，輸出波形將會有更大的輸出間斷時間。特別在主UPS逆變器發(fā)生故障，強行切換時，由于無法進行正常跟蹤，將有可能出現(xiàn)較大的間斷時間，甚至切換失敗。

1.1.3在主/從串聯(lián)熱備方式的供電系統(tǒng)中，增加了兩個公共故障點。一旦主UPS靜態(tài)開關(guān)出現(xiàn)故障，此時又要求切換則會造成負(fù)載供電中斷。發(fā)生過載時，主/從UPS將依次轉(zhuǎn)旁路，這時UPS的靜態(tài)開關(guān)如出現(xiàn)問題，也將造成輸出中斷。

1.1.4設(shè)備使用效率低。在整個供電過程中，始終有一臺UPS長期閑置不用，使用效率低，并且備份UPS的蓄電池長期處于浮充狀態(tài)下，蓄電池?zé)o法放電，蓄電池壽命大大縮短。但可以增加一個主、從轉(zhuǎn)換裝置，定期將主機與從機進行轉(zhuǎn)換，對主從機的蓄電池輪流充放電，以解決此問題。但是在主從轉(zhuǎn)換過程中，從機處于空載運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)切換過程，負(fù)載量將從0突變到100%，整流器和逆變器將受到大電流沖擊，易于損壞，影響正常輸出，甚至斷電。

1.1.5維修困難。當(dāng)主機發(fā)生故障，切換到從機供電時，用戶負(fù)載不能停機，無法關(guān)閉主UPS進行維修。一旦從機出現(xiàn)故障，會造成整個供電系統(tǒng)中斷。