摘要：建筑电气正常运行需要依靠稳定的电源供应系统作为坚强后盾， 一旦在系统运行时突然发生电源中断现象，将会导致大量信息和数据的丢失，严重者会危及整个计算机系统的稳定性，甚至导致系统崩溃。为了确保电源供应质量， 在电力供应系统中使用不间断供电系统（UPS）十分有必要，该项系统可以在电力突发中断或出现异常情况时，保证电网能够继续有效运行和计算机网络系统电源的持续供应。
关键词：不间断电源；UPS系统；故障分析
前言
对于UPS系统可能仍然有很多人不太了解，因为在平时的生活中我们确实很少接触到它，通常我们只有在公共建筑、大型商场、场馆才能够用的到。UPS（Uninterruptible Power System），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成交流电的系统设备。主要用于给计算机网络系统、通讯系统（电话）、安防系统、消防系统及其它电子设备提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压滤波后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应交流电，使负載维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。
一、UPS系统的构成及其原理
UPS系统主要包括由四大部分组成，整流器（AC→DC）、逆变（DC→AC）、静态开关、系统控制电路。其中整流器由整流控制板、整流驱动板、可控硅、电解电容组成。三相交流输入电源经输入功因补偿电感到三相可控全桥整流器整流，整流后经直流滤波电容滤波后给逆变器供电，并同时对电池充电。逆变器主要由逆变控制板、逆变驱动板、IGBT模块、逆变变压器、交流输出滤波电容组成。逆变控制板产生PMW信号，经逆变驱动板放大后驱动IGBT，PMW信号经IGBT进一步放大，由IGBT输出驱动逆变隔离变压器，经逆变变压器变压、交流滤波电容滤波后变成纯净的正弦波交流电源。静态开关主要由接触器、可控硅、旁路板组成。由可控硅和接触器组成的静态开关能实现旁路、逆变之间的转换时间<3ms。控制电路由辅助电源板、系统控制板、逆变控制板、整流控制板、通讯接口板、显示屏等组成。
二、故障分析
我们发现有许多UPS的故障现象是由于电池、市电、使用环境和使用方法等因素造成的，有相当一部分UPS本身并没有出现故障。如果能将这些因素找出来，判断出并非是由于UPS引起的故障现象，我们对常见的故障问题进行分析处理：
1.有市电时UPS电源输出正常，而无市电时蜂鸣器长鸣，无输
（1）检查蓄电池电压，看蓄电池是否充电不足，若蓄电池充电不足，则要检查是蓄电池本身的故障还是充电电路故障。
（2）若蓄电池工作电压正常，检查逆变器驱动电路工作是否正常，若驱动电路输出正常，说明逆变器损坏。
（3）若逆变器驱动电路工作不正常，则检查波形产生电路有无PWM控制信号输出，若有控制信号输出，说明故障在逆变器驱动电路。
（4）若波形产生电路无PWM控制信号输出，则检查其输出是否因保护电路工作而封锁，若有则查明保护原因；
（5）若保护电路没有工作且工作电压正常，而波形产生电路无PWM波形输出则说明波形产生电路损坏。上述排故顺序也可倒过来进行，有时能更快发现故障。
2.逆变器功率级一对功放晶体管损坏，更换同型号晶体管后，运行一段时间又烧坏的原因是电流过大，而引起电流过大的原因有
（1）过流保护失效。当逆变器输出发生过电流时，过流保护电路不起作用；
（2）脉宽调制（PWM）组件故障，输出的两路互补波形不对称，一个导通时间长，而另一个导通时间短，使两臂工作不平衡，甚至两臂同时导通，造成两管损坏；
（3）功率管参数相差较大，此时即使输入对称波形，输出也会不对称，该波形经输出变压器，造成偏磁，即磁通不平衡，积累下去导致变压器饱和而电流骤增，烧坏功率管，而一只烧坏，另一只也随之烧坏。
3.UPS电源开机后，面板上无任何显示，UPS电源不工作
故障分析：从故障现象判断，其故障在市电输入、蓄电池及市电检测部分及蓄电池电压检测回路：
（1）检查市电输入保险丝是否烧毁；
（2）若市电输入保险丝完好，检查蓄电池保险是否烧毁，因为某些UPS当自检不到蓄电池电压时，会将UPS的所有输出及显示关闭；
（3）若蓄电池保险完好，检查市电检测电路工作是否正常，若市电检测电路工作不正常且UPS不具备无市电启动功能时，UPS同样会关闭所有输出及显示。
（4）若市检测电路工作正常，再检查蓄电池电压检测电路是否正常。
4.UPS电源只能由市电供电而不能转为逆变供电
故障分析：不能进行市电向逆变供电转换，说明市电向逆变供电转换部分出现故障，要重点检测：
（1）蓄电池电压是否过低，蓄电池保险丝是否完好；
（2）若蓄电池部分正常，检查蓄电池电压检测电路是否正常；
（3）若蓄电池电压检测电路正常，再检查市电向逆变供电转换控制输出是否正常。
三、UPS的应用选型
可以分为两类一类为静态UPS，一类为动态UPS。其中静态式UPS分为离线式UPS和在线式UPS。二者的区别主要是针对所应用的场合不同，比如在一些对浪涌、尖峰脉冲、谐波、频率震荡等问题要求较高的网络中心、精密电子设备研究所等场合多数采用在线式UPS。离线式UPS也被称为后备式UPS，价格相对较低，通常在市电断电后的切换时间相对在线式UPS而言较长一些，约为2ms-10ms左右，常见应用于对供电质量要求不是很高的场所。当然对于负载不同的大小，我们也分别可以选用不同容量的UPS，通常我们选择容量的时候要留有40%左右的裕量，因为这样不但可以方便我们更换或者增加其他用电设备，同时UPS如果非满载运行也会延长电池的使用寿命。
四、结语
当今，随着科技的进步，UPS已经朝着无线式并联控制发展，采用多机并联技术实现冗余化，采用冗余并机技术提高UPS系统的容量和可靠性；采用功能更丰富的硬件设备实现全数字控制，使得各种先进复杂的算法得以运用而提高UPS的性能，即向数字化、高频化发展；UPS进一步智能化和网络化，使得计算机网络成为不间断网络。
参考文献：
[1]深圳华瑞迪UPS使用手册.
[2]王林兵，何湘宁.三相不间断电源新进展[J].电源技术应用，2005.