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UPS在家庭中的应用 |
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随着社会的发展和人民生活水平的*以及电脑硬件价格的不断下降，个人电脑已逐渐进入越来越多的百姓家里，成为人们日常工作、学习、娱乐*的工具之一，甚至有不少家庭还配置了Modem、打印机、扫描仪等电脑外部设备。但是，他们都忽视了一样很重要的东西：UPS。
一、UPS及其工作原理简介
UPS是英文Uninterruptible Power Supply的缩写，意为"不间断供电电源"，是一种含有储能装置（常见的是一块密闭式蓄电池），以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。
你肯定要说，家里买这玩艺干吗，单位的电脑才需要配UPS，又不是经常停电，家里的电脑用不上，没*要在这上面浪费几百块钱（我问过很多家里有电脑的朋友，他们有的根本就不知道什么是UPS，或者UPS是干什么用的?）。其实，这是人们对UPS的误解。
我不妨先给你算笔帐，一台配置*一点的家用多媒体电脑的价格至少要六千多元人民币，而一台功能多、性能优良的家用小型UPS的市场*售价在人民币六百元左右，只占了整台电脑价格的十分之一左右，也就是说，十分之一的部分*百地保护了*的电脑设备（主板、CPU、硬盘、显示器中任何一样的价格都远*过了UPS的价格），你说值不值？
下面，让我们先简单地了解一下UPS的工作原理。当我们没有使用UPS的时候，PC机、打印机等终端设备是直接接入市电使用的，用了UPS，就将PC机、打印机等终端设备接到UPS上使用，而UPS再接入市电。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给终端设备(相对于UPS而言，我们将这些终端设备称为负载)使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向自己的内置电池充电；当市电中断(例如停电)时, UPS 立即将内置电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件系统不受损坏。
二、市电对家用PC机及其终端设备的影响
那么，如果我们的PC机等终端设备不使用UPS，又会受到哪些影响呢？不少人都有一个常见的错误概念，认为我们使用的市电，除了偶尔发生的停电事故外，都是连续而且恒定的。其实不然。市电系统作为公共*，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不*从*中获得电能，还对*本身造成影响，恶化*或局部*的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外，意外的自然和人为事故，如雷击、输变电系统断路或短路、电源插头地错误拔插等，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。尤其需要*指出的是，PC机、打印机、扫描仪等都属于*精密的电子设备，对它们的影响表现得尤为突出。
对于PC机来说，显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存，对电源的要求更高，它是一种依赖电能的存储设备，需要不断的刷新动作来保持存储内容，一旦断电，所保存的内容立即消失。如果非正常断电，导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，就会造成信息因*丢失或变得不完整而失去价值，从而浪费大量的工作精力和时间；而象Linux这样的操作系统（现在不少的电脑爱好者使用这种操作系统），如果不正常关机，内存中的系统信息没有回写到硬盘上，还可能造成系统崩溃，无法再次启动；此外，电脑中的硬盘，虽然应用的是磁存储介质，不会因断电而损失信息，但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏，或者系统文件在维护文件系统时，造成文件分配表错误，从而使硬盘产生坏道，严重的，甚至还会造成整个硬盘的报废；另外，现在的操作系统大*设置虚拟内存，由于突然的断电，使系统来不及取消虚拟内存，从而造成硬盘中的"信息碎片"，不*浪费了硬盘存储空间，还会导致机器运行缓慢；电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。
1. 电涌（power surges）：指输出电压*值高于额定值110％，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在*上连接的大型电气设备关机时（例如常见的家用空调关机时），*因突然卸载而产生的高压（我们都会有这样的切身体会：在晚上6:00至9:00左右的时间段，是用电的高峰期，市电电压普遍偏低，家里的照明灯比较暗，过了用电高峰期，比如说在晚上10:00左右，你会发现家里的照明灯突然一闪，并且亮了很多，这就是我们在日常生活中*常见到的一种电涌现象）。
2. 高压尖脉冲（high voltage spikes）：指峰值达6000v，持续时间从*一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
3. 暂态过电压（switching transients）：指峰值电压* 20000V，但持续时间界于*分之一秒至*一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，在解决方法上会有区别。
4. 电压下陷(power sags)：指市电电压*值介于额定值的80％至85％之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。
5. 电线噪声（electrical line noise）：系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。
6. 频率偏移（frequency variation）：系指市电频率的变化*过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由德什晃榷ǖ牡缭垂┑缢隆?br>
7. 持续低电压（brownout）：指市电电压*值低于额定值，并且持续较长时间。其产生原因包括：大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载（我们*的很多地区存在这个问题）。
8. 市电中断(power fai1)：即我们通常遇到的停电。其产生原因有：线路上的断路器跳闸、市电供应中断、*故障。
通过上面的介绍，相信你已经认识到了问题的严重性，也许性急的你现在就想去买一台UPS回来，别急，请接着往下看。 下面，我将详细地向您介绍UPS的分类、选购以及使用方法和注意事项。
三. UPS的分类
*先，我们需要了解的是，从工作原理上分，UPS可分为后备式（OFF LINE ）和在线式（ON LINE ）两种。
从原理上看，后备式UPS同在线式UPS的主要区别在于：后备式UPS在有市电时*对市电进行稳压，逆变器不工作，处于等待状态，当市电异常时，后备式UPS会*切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式UPS在由市电转逆工作时会有一段转换时间，一般为4ms。
你不用担心，这么短的转换时间是*你的PC机掉电的，为什么这么说呢？因为*的计算机都有一种称作电容的储能设备，它就象一个可充电电池，当计算机电源中断时，电容为计算机(包括硬盘驱动)提供电能。电容的容量*有限，如果不给它充电的话，它维持计算机工作的时间不会*过50毫秒，幸运的是电源每8.5毫秒就给电容充一次电。根据专家用电源故障模拟仪反复测试的结果表明，连续65毫秒不给PC机供电，即使在硬盘读写时，它们仍能正常运行。
大家很自然地提出这样的问题：为何不*电容容量，使计算机在电源中断能连续运行许多分钟而不是50毫秒呢？答案是：能让一台台式286电脑连续运行10分钟的电容要包括大约一万个电*，每一个有饮料罐那么大；而在线式UPS开机后逆变器*处于工作状态，因此在市电异常转电池放电时没有中断时间，即"0"中断。
在线式UPS几乎可以解决*的常见电力问题，在有市电时，功能为稳压和*电力波动干扰，因为其功能较完善，所以其成本也随着性能的增强而上升，价格较后备式UPS贵很多。在线式UPS主要用于对电源要求*严格的一些计算机设备、*器械等，，一般与多个外置蓄电池串接使用以延长供电时间，多为单位配置。
后备式UPS主要是用来给单台PC机提供电源保护，具有体积小、价格低、操作简单的特点，*适合家庭使用，所以，当你为家用电脑购买UPS时，您可以选购后备式的。本文后面所述内容，除非*申明，均以后备式UPS为对象进行说明，请读者注意。
四. UPS的选购
选购UPS时，**知道它们的分类是远远不够的，你至少还需要清楚以下三点：
1、 性能参数
UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。有这么几项主要的性能参数是*须注意的：
（1）*大输出负载容量
*大输出负载容量是其中的一项*重要的指标，容量越大，表示可同时接入到UPS上使用的设备越多。需要提醒的是，且不可一味地追求大容量，容量越大，UPS的体积也越大，价格也更贵，要依据自己的实际情况进行选购。如果你只是对自己的PC机（一台主机+一台显示器）提供电源保护，选购一台500瓦的UPS就能够满足你的需要了；如果你要对PC机、打印机、扫描仪都提供电源保护，那你就有*要购买一台*大输出负载容量为1KVA的UPS了。
关于负载的问题，因为不同型号和品牌的UPS会有差异，在此建议各位，一是参看UPS的随机说明书，二是在购买UPS的时候，将自己的使用要求告诉UPS销售商，请他们给你提供帮助和参考意见。
（2）电池备用时间
电池备用时间的长短，决定了当市电断电时，UPS能够给PC机及其外设持续供电多长时间。对于不同品牌、*大输出负载容量和实际负载容量相同的UPS来讲，由于它们可能配置了不同的蓄电池，因而能够给PC机及其外设持续供电的时间也是不一样的。这一点很重要。假设你正在网上更新你的主页，并且需要更新的主页内容很重要，眼看还有五、六分钟的时间就可以完成了，这个时候突然停电了，如果你配置的UPS在市电断电后，能够持续供电十分钟，那停电对你就没有什么影响了，但是，如果你的UPS只能维持五分钟甚至更短的时间，后果会怎样呢!
需要告诉大家的是，电池备用时间的长短，受到很多方面的影响。一台UPS，它的*大输出负载容量越大，实际接入的负载越少，所能持续供电的时间也就越长，同时，UPS使用的年限和使用环境，都会不同程度地影响到电池备用时间的长短。
一般来讲，一台正常使用着的、*大输出负载容量为300W的UPS，在负载*为一台PC机（可以包括一块外置或内置Modem）的时候，在市电断电后，能够持续供电5～8分钟左右。
（3）输入电压
市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。
（4）输出电压和输出频率
输出电压和输出频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。
2、 UPS的功能
有的型号的UPS不*能够给PC机提供电源保护，还能够利用自身配置的RJ45（以太网线接口）或RJ11（普通电话线接口）端口，对网络线缆或上网用的Modem提供突波保护，比如说，在雷雨季节，在利用电话线上网的时候，Modem存在遭受雷电袭击的危险，通过将电话线接入UPS的RJ11端口后再接入Modem，就可以避免雷电的袭击；利用UPS的随机软件，不但能够对UPS的使用情况进行实时的监控管理，还可以实现在市电断电的情况下自动保存文件后关机的功能，这个功能还是比较实用的，假设你的PC机在家里兼作自动应答的传真机或录音电话使用，如果停电的时候，家里正好没人，利用UPS软件的自动存盘关机功能，你就不用担心会丢失接收到的信息了。
3、 UPS的品牌和经销商
现在市场上的UPS品牌众多，良莠不齐，让一般的消费者很难选择。笔者*广大消费者在购买UPS时，*要选择*的UPS。*先，*的UPS产品具有性能优良、**的特点，其次，*的UPS能够提供良好的售后服务和完善的技术支持，通常，这些UPS都提供了一到三年的*联保服务，这意味着不管你是在哪里购买的UPS，一旦出现问题，你都可以选择离你*近的维修站进行*维修。
另外，在购买UPS的时候，*要选择*的、信誉良好的经销商，有条件的话，*好去专门的UPS代理商或经销商处购买，这样才能够*不会上当受骗。现在市面上有很多假冒伪劣的UPS，这些UPS多是假冒一些*UPS产品，从外观上看，包装和外形是一模一样的，而且也能够使用，比如说，在停电的时候，也能够供电等，且售价同真品也是一样的。一些不法经销商正是利用这些，在明知它们是假冒产品的情况下，为了多赚取一些利润，依然堂而皇之地摆在柜台上销售，致使消费者上当受骗，遭受损害。
买到了一台自己满意的UPS后，如果对UPS的使用和保养的方法不当，不但会给自己带来不*要的麻烦，还会影响到UPS的使用寿命。不同型号的家用UPS的使用和保养方法基本上是相同的，只是在一些细节上会有少许的不同，当你买回一台UPS，不要急于拆开就用，*要仔细地看完说明书后，严格地按照说明书的要求来使用。
五. UPS的使用方法和注意事项。
家用UPS的使用方法比较简单。将UPS的插头*市电插座，需要注意的是，*要*市电插座的*、火线正确，即满足"左*右火"，同时*地线接地情况良好，将需要不间断供电的设备，例如电脑主机、显示器等的电源线插头*UPS背部的插座，打开UPS的电源开关，等UPS自检通过后，再依次开启显示器、电脑主机等。
如遇市电中断的情况，因为家用UPS的供电时间是有限的，要立刻保存当前的工作，并关闭电脑主机和显示器以及其它外设，然后再关闭UPS，等市电供电恢复正常后再继续使用。
在使用的过程中，还要注意的是，UPS内有大容量蓄电池，在没有*人员在场的情况下，请不要随意打开UPS的外壳，以*触电；也不要为了省事，将茶杯或饮料瓶等装有液体的容器放在UPS上，*液体溅入UPS内部，导致UPS短路，因为UPS内部如果短路，会导致电击或着火；另外，接入UPS的负载容量不能过大，要根据UPS的*大输出负载容量来计算可以接入的负载容量。
一般的计算公式为： UPS的*大输出负载容量 ≥ UPS的外接负载容量 ÷ 0.8 即UPS的外接负载容量应为UPS的*大输出负载容量的80% 以下，选择80% 负载主要是考虑到负载启动的冲击电流以及用户今后扩容的需要。
关于负载的问题，在此，再一次建议各位读者，一是参看UPS的随机说明书，二是在购买UPS的时候，将自己的使用要求告诉UPS销售商，请他们给你提供参考和帮助。
六. UPS的维护和保养
良好的维护和保养，可以*大地延长UPS的使用寿命。蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS系统的*程度，然而蓄电池却又是整个UPS系统中平均无故障时间（MTBF）*短的一种器件。所以说，对UPS的维护和保养，实际上主要就是对UPS内部的蓄电池的维护和保养。
蓄电池的种类一般可分为铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池等，它们各自的特点如下：
种类/概述/优缺点
铅酸电池/一般型电池，也称为汽车用电池/需加水维护，期望寿命1~3年，充放电时会产生氢气，安置地点须设置排风管以免造成危险；电解液呈酸性，会腐蚀金属；价格低廉
铅酸免维护电池/新型电池/无需加水，期望寿命一般为5~7年，密封式充电*有害气体；摆设容易，不需考虑安置地点通风问题，免保养，免维护；放电率高，特性稳定，价格较高。镍镉电池/高级电池用于*场合及*设备上/需加水，期望寿命20~40年，水为介质，充放电不会产生有害气体；失水率低，但需要固定时间加水及保养；放电特性*佳；可放置于任何恶劣环境；价格*高
现在的后备式UPS多数配置的是铅酸免维护电池。影响电池使用寿命的因素有：UPS的使用环境、环境温度、充放电电流、充 电电压、放电深度，在这些方面需要注意的是：
1. UPS的使用环境
UPS应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，这样可以减*害灰尘对UPS内部线路的腐蚀；还要避免受到阳光、加热器（如冬天用的取暖器）或其他辐射热源的影响。UPS应正立放置, 不可倾斜角度。
2. 环境温度
环境温度对UPS电池的影响较大，环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会响电池的使用寿命。环境温度在25℃左右是比较理想的，这样的环境温度对电脑主机和显示器也是*适宜的。
3. 充放电电流
UPS电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与电池容量有关。举例来讲，如果是100AH的电池，则C＝100A。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在0.05~3C,UPS在正常使用中*满足此要求，但也要*意外情况的发生，如电池短路。
4. 充电电压
由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。
5. 放电深度
放电深度对UPS电池使用寿命的影响也*大，电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有电池低电位保护功能，一般单节电池放电至10.5V左右时，UPS就会自动关机。但是，如果UPS处于轻负载放电（即UPS在无市电输入的情况下，接入的负载容量远小于它的*大输出负载容量而处于开启状态）或空负载放电（即UPS在无市电输入的情况下，没有接任何负载而处于开启状态）的情况下,也会造成电池的深度放电。
除上面要注意的几点之外，UPS在使用*时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常、有没有比较难闻的气体的味道等，一旦发现异常，应立即停止使用，并送往UPS生产商指定的维修站进行修理，切莫擅自拆开或交给非*人员维修，以免发生意外；如果长期不停电，UPS电池会一直处于充电状态，这样会使电池的*变差，因此即使不停电，UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持*。放电试验一般可三个月进行一次,做法是UPS带载－－*好在50% 以上,然后断开市电，使UPS处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言，一般为几分钟至十几分钟,放电后恢复市电供电，继续对电池冲电。
电力问题是家用电脑的重大威胁。但是，只要我们采取了*要的保护措施，就能使我们的电脑免遭厄运。UPS,让我省心!
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