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夏季停电高锋又到了,选购 UPS 前你必须了解的小常识

又到了用电需求大增的夏季,同时也是最容易停电、跳电、电力不稳定的季节,现在疫情期间在家工作的人增加,工作中途忽然停电,很可能让你一整天的心血付之一炬,UPS 的重要性这时才真正体现出来。「UPS」这个名词大家常听到,不过这里并不是指物流公司那个,那麽选购 UPS 该了解些什麽?这次笔者帮你整理了 UPS 基础常识,选购前务必了解一下。

夏季停电高锋又到了,选购 UPS 前你必须了解的小常识

什麽是 UPS?

UPS 是「Uninterruptible Power Supply」的缩写,它是一种内建电池的备用电力系统,可以提供足够的电力,让你在忽然停电、跳电等电力故障时能够有充裕的反应时间来储存档案并且正常关机,有助於防止数据遗失,并且最大限度地降低忽然关机对电子设备造成的压力。於此同时,UPS 也具备抗突波功能,可以保护连接的设备免受突波、电压异常等供电不稳定可能造成的设备毁损、使用寿命缩短以及装置效能降低等问题。

为什麽我需要 UPS?

尤其是若你使用的电子产品很昂贵,或是有家人需要居家医疗照护长时间使用需供电的电源器材时,UPS 更显重要。在突如其来停电的情况下,UPS 会自动切换到以内建电池供电,为你提供连续性的供电。内建电池使用时间则可能视系统不同而异,而你所使用的电量亦有影响。备用电池供电可以让你有足够的时间关闭较敏感的设备、伺服器甚至是游戏主机的电源而避免资料遗失或进度来不及存档,不同 UPS 系统还为其他电力问题提供一定程度的保护。

我可能遇到哪些常见的电力问题?

  • 停电
    这应该是大家最熟悉的了,由於公用设备或电力公司网路故障、自然灾害或人为失误而导致电力供应暂停,往往可以持续数秒或几天的时间。
  • 暂时低压
    有时候虽然电力还是可以顺利供给你的设备,但因为电压降低所以传递时间变长,这种情况比停电少见,通常是由於高需求情况下电力耗损或电流减少所造成。
  • 频率变化
    通常会发生在连接到发电机时,当发电机没有在所需频率内与电力系统同步就很可能出现这个问题。
  • 谐波失真
    由电子设配(包含 UPS 本身)以锯齿状脉冲而不是平滑正弦波吸收电流所引起。
  • 线路杂讯
    线路杂讯主要是由标准交流电内散杂的电磁信号干扰所引起,而这些杂讯可能来自其他交流电连接的电子设备,像是无线电波干扰、发电机甚至是雷爆,它会阻碍电子电路的效能。
  • 过电压
    基本上就是一个小型功率的突波,比正常电压持续时间更长的突波,可能持续几分钟甚至几天。
  • 电压突波
    这是一种瞬间电压的变化,意外增加的电压(通常是 0 和 169V,或大於正常输出的 110%)暂时性超出墙上插座正常限值。雷击会带来巨大的突波,可以瞬间损坏设备,即使是微小的突波也会随着时间的推移对设备造成永久性的损坏。
  • 电压骤降
    一种电压忽然降低的情况,不过持续时间比较短暂。

UPS 的类型有哪些?

目前市面上的 UPS 分成三种主要类型,包含离线式、在线互动式与在线式,下面我会简单说明一下三种类型的特点。

  • 离线式
    离线式是最常见的 UPS 系统类型,提供基本的电源保护和备用电池功能,可防止停电以及电压突波,但是它们无法调节电压骤降和瞬态电压,最适合小型非关键电子设备和家庭、个人工作室使用,因此在预算充足的理想状况下,建议大家在购买时至少选择在线互动式 UPS。离线式 UPS 的大多数只能额外运行 5-20 分钟,以便让你有足够的时间正常关闭电脑,因此如果无法满足个人需求,则需要升级到容量更大的UPS。

    如果主电源低於正常限值,负载将转移到逆变器输出端,通常反应时间在 5-10 毫秒内。被称为「离线式」的原因在於其中的逆变器预设为关闭。通常,离线式 UPS 提供方波/类正弦波输出波形,这与敏感的电子设备结合使用时可能会出现问题,方波/类正弦波会导致某些电子设备过热、故障甚至设备失灵。

  • 在线互动式
    在线互动式 UPS 系统比离线式 UPS 在电源保护和成本方面的更高一级,这种类型的 UPS 中,逆变器始终处於开启状态并连接到 UPS 输出端。在线互动式 UPS 具备自动电压调节(AVR),使用变压器将电压保持在设定的低/高限值(通常为标准电压的正负 8-15%),当超出设定范围的情况下,离线式 UPS 会切换到电池电源,而线上互动式 UPS 系统则不会,这在短时间内节省了电池电量,并延长了电池寿命。

    与离线式 UPS 系统不同,线上互动式 UPS 系统的逆变器属於输出的一部分,并且始终连接。当输入交流电源正常流动时,逆变器会反转并且为电池充电;如果输入交流电源发生故障,转换开关将在大约 4-8 毫秒内改变方向,使电池电源流向 UPS 输出。这几毫秒虽然对於大多数设备来说已经很快,但对於非常敏感的电子设备来说,可能还是无法支应。

    在发生电源故障时,大多数在线互动式 UPS 系统提供纯正弦波输出,使其能够与大多数设备完美配对,此外,大多数在线互动式 UPS 可以为高达 4,000W 的连接设备供电。

  • 在线式
    在线式 UPS 系统属於高阶 UPS 设备,为医院和数据中心的 IT 设备提供最高级别的保护。透过将输入的交流电转换为直流电,然後获取该直流电并通过逆变器将其转换回交流输出。在线式 UPS 可防止任何电力输送异常,防御所有潜在的电力问题,并在断电、突波或上一段落中概述的任何常见电力问题时提供持续且一致的电力和保护。同时在线式 UPS 也是清理发电机功率的最理想选择,可消除正弦波中的任何不规则,这使得在线 UPS 非常适合在配有备用发电机的数据中心使用。

    输出调节方面比在线互动式 UPS 精确得多,保持标准电压正负 2-3%,确保连接的电子设备不会因过电压或电压骤降而损坏。此外,由於在线式 UPS 始终如一地为连接的电子设备提供交流电源,因此与离线式和在线互动式 UPS 系统不同,在发生电力问题时不会有任何停机时间。

依照容量 / 运作时间来选购

无论你是购买上述哪种类型的 UPS,你都必须确定它有足够的输出容量来支应你插上的设备,还有确保电池运行时间够你妥善地安全关机,另外就是 UPS 上配置的插头数量也很重要。那麽,该如何确定 UPS 的输出容量是否够大呢?计算方法很简单,只要把你预期连接到 UPS 的所有设备瓦数相加(这部分是负载量)并且乘以 1.25,就可以算出至少需要的 UPS 输出容量。

这边提醒一点,UPS 所标示的容量要有余裕,当你的负载量越接近输出容量时,内建电池运作的时间就越短,所以你可以挑选容量大一点的款式,或是部分品牌还有推出扩展的电池模组(EBM)以延长整体运作时间。

依照外型 / 尺寸来选购

在挑选 UPS 时,你的放置空间也是个重要因素,目前 UPS 主流的外型分为下面三种类型:

  • 紧凑式
    这类的 UPS 多半外观较低调扁平、短而宽,可以放在桌上、桌下或轻松塞进小空间里,有些型号背面还会有壁挂孔,方便你将它固定在墙面上。
  • 塔式 
    这类 UPS 外型上底较高而窄,插座位於设备的後方,可以直立摆放在桌上、架子上或直接落地,同时你还可以将塔式 UPS 放在 2 或 4 柱式的积架上,以避免意外倾倒损坏或不小心拔下插头。
  • 机架式
    这类 UPS 通常会与其他 IT 设备一起安装在标准 19 寸的伺服器机架机箱中以节省空间,通常设计为扁平型,多半用於资料中心、伺服器中心等。标准伺服器机架为 42U,每个单元 (U) 高 1.75 英寸,常见的机架式 UPS 有 1U、2U 或 4U 尺寸。

虽然大多数人并不会想到在家里添置 UPS,但对於在家工作、在家照护的人,UPS 非常重要,可以确保你有弹性地完成手边的工作并顺利关闭电脑。另外 UPS 在笔者家中还有一个「其他」用途,当夏天热得要命又真的遇到停电时,我把电脑关机後还会拿它来接电风扇,多方便你都不知道。

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