术语的运转定义: 比较商业UPS系统和工业UPS系统:
在线式不间断电源系统（简称：UPS）已经有长达40年的历史了。在线式UPS的容量在5-1500KVA的UPS市场里仍以每年12％的速度在增长，因为商业和工业在应用中变得更依赖于数据的连续不间断性。
依照Frost&Sullivan的说法，10个UPS系统中几乎有8个UPS系统(>80%) 为信息科技应用而设计。对大多数工业UPS用户来说识别商业机和工业机的关键区别是非常困难的。一般说来，在线式UPS系统大概可分成三个主要的应用领域：
1、信息技术(以前称之为电子数据处理) ：商业UPS已经与信息技术（信息技术）融合在一起，因为UPS和计算机房设备经常作为一个整体由建筑分包商负责采购。信息技术的UPS设备的招标规格不需要特殊的技术要求和典型规范，只需要UL或CSA的安全认证。银行、医院和保险公司的数据中心是典型信息技术 UPS应用的例子。交流电源的中断可能会导致数据处理和电讯传输的中断，但不会造成对人或财产的内在的伤害。(注：这里有对相关安全UPS的详细UL安全标准，如紧急照明UPS或卫生诊断设备，但是UL认证标准首先需要关注的是安全性，而不是UPS性能测试或可靠性设计。)
2、关键的程序控制：在数十年以来，工业UPS系统对关键的程序控制应用的设计已经享有盛誉。在这些领域中的应用，常规交流电源的间断性可能造成危险的化学工业不稳定性故障，或者造成对生产系统的巨大的破坏。石化合成物和电力发电站是使用化学或蒸气加工操作的好例子，这种加工过程如果控制电源中断了，就会发生危险。由于来自控制电源所产生的风险和损失，必须面对工业环境的应用设计专门的UPS系统，并且与商业机相比有者更加严格的性能测试。
3、普通程序控制 – 我们把在中间部分的应用称为轻工业。即使交流电源在处理操作中被中断，这些应用类型也没有固有的危险。然而，在这些过程中，UPS的故障对于连续供应交流电可能会导致成品的损失或者重新安排产品设备的数百人工小时。药品和食物饮料工业将会是轻工业类型的例子。在这些领域，工业UPS系统的高可靠性，将有效避免上述情况。
商业机和工业机的本质区别 Page 2 of 8
信息技术 UPS（商业）程序控制UPS（工业）的一些主要驱动应用区别概述表1：
评估因素 信息技术 – 商业 UPS 工业 UPS
A 电的 – 波动水平 & EMI/RFI
a1 交流主干伤的整流器/充电器 信息技术数据中心是低水平 波动 & EMI/RFI 水平要高
a2 UPS静态旁路输入 信息技术数据中心是低水平 波动 & EMI/RFI 水平要高
a3 直流电输入 – 电池 主要的逆变器电池,没有外接 发电UPS通常与配置电池高瞬时连接
a4 输入隔离变压器 对商业用途没有特殊要求 通常在工业安装中有特殊要求
B 物理环境 – UPS 区域
b1 环境温度的范围 25 – 35 摄氏度 15 – 55 摄氏度
b2 空气湿度 10 – 55 % RH 10 – 95 % RH
b3 空气污染物 在办公楼&数据中心是非常高的标准 通常积满灰尘，有时也会有腐蚀的空气污染物
C UPS 静态开关设计
c1 全电子和混合配置的对比 混合 – 电动机械 全电子 – 在逆变器和旁路杆的SCR 装置
c2 对旁路的长期负载故障清除 在关键负载下, 对静态开关有危险 对当前最坏情形的旁路故障量身定做的SCR 装置
D UPS 故障可能性
d1 静态开关电源故障 可能会降低关键负载的供电安全 对于旁路来源的静态开关的故障
d2 控制微处理器故障 可能会降低关键负载的供电安全 对于旁路来源的静态开关的故障
d3 备件& 废品 一般 – 5到7 年产品寿命 要求15 –25年维护
E 手动旁路计划表
e1 鼓形开关与回路断路器的对比 只需回路断路器 鼓形开关 –0界点
e2 来自静态开关的独立性 需要静态开关对于0界点的转换 独立的静态开关
F UPS 电池
f1 设计寿命 VRLA – 5 年 VRLA & Flooded – 20 年
f2 持续时间范围 15 – 30 分钟 60 – 480 分钟
f3 放电深度 / 末端电压 90% - 1.65 伏特每单位 60 -80%, 最小 1.75 vpc
电池再充电时间达到原始容量的90% 一般不需要，因为电池的时间小于1个小时 电池充电器要达到8小时再充电
G 100 %性能测试 通常不需要。提交公认的型号测试数据 鉴定测试数据per NEMA PE-1, NEMA PE-5, IEE-944, IEC-146
H 设备设计寿命 在信息技术数据中心有5 – 7 年 在石化有10 – 15年 在发电工业有15 – 30 年
I 逆变器技术 PWM 逆变器占优势 在Ferroresonan和PWM逆变器的裂口
商业机和工业机的本质区别 Page 3 of 8
EMI/RFI&电波动水平 – 商业应用与工业应用的对比
一个典型的信息技术数据中心表现在上面图1. 中。我们能从从图表中看到信息技术数据中心是EMI/RFI-波动防护环境。IEEE协会的橘黄色和翠绿色的书不单单介绍了避雷器，也介绍了在UPS主干线上的三角—Y转换隔离器。数据中心的交流电分配系统的设计保护UPS来自在交流电主干线和旁路输入馈电线的EMI/RFI（电磁无线频率干扰）的影响。
带有隔离变压器的主要输入电源馈电线的使用，在UPS交流电主干线上，不仅减少了EMI/RFI，也降低了当前可能有的故障。竞争性的定价压力和防护信息技术用电的环境有时证明输入隔离变压器的省略在整流器部分是正确的。指定工程师应该小心的评估UPS用电环境，尤其是在工业应用中确保整流器输入隔离变压器是不需要的。
Fig. 2 下面显示了带有输入隔离变压器的工业UPS整流器部分。在一些工业应用中，从开关设备或发动机控制中心（MCC）提供UPS交流电源，并且经常与用电噪音的负载分配母线连接，如变速驱动。一个输入隔离变压器可能是工业UPS环境对于保护UPS受到来自电源馈电线波动和RFI/ EMI影响是必需的。
Fig. 2 - UPS w信息技术h an Rectifier Section Isolation Transformer
UPS环境考虑的事项经常受到应用的驱策：
许多工业UPS环境，尤其是那些在发电应用中，有更高环境温度条件（也就是说>30摄氏度）和空气中的微粒污染物。工业UPS 装备被设计成大量非传导性的灰尘和高的至少40摄氏度的周围空气温度，并且通常可选择50摄氏度的设计。
地热发电厂时常生产如加工副产品二氧化硫气体。当和潮湿的空气结合，二氧化硫气体形成稀释的硫磺酸。为地热发电厂应用的工业UPS系统设计将会有环氧层或镍镉层铜母线栅，专门的抗腐蚀的终端连接器，和耐酸金属表面涂料。以防万一，在正电压和耗尽的顶端柜体来保持大气污染物远离UPS内部空间，UPS柜体的冷却来自一个干净（或擦净的）来源。
相反，信息技术 UPS环境几乎总是控制在30OC 并且要保持非常干净。任何UPS系统的寿命会在高温度环境操作下降低。最会受到高温环境影响的UPS的关键部件是UPS电池，但是其它内部UPS部件，如直流母线过滤电容器，可能会使他们的寿命阿高温环境下缩短，除非选择高温电容器。
在信息技术 UPS应用中，UPS应用商可能不会要求UPS长的使用寿命，但是在关键处理控制中，通常要球15-20年的寿命。工业UPS系统有内置的设计边际来保护操作寿命小于理想的环境。除此之外，工业UPS装置也将会预见性零件代替程序来确保UPS高平均故障间断时间超过整个15-20年的使用寿命。
UPS 静态开关设计 – 混合与完全电子静态开关对比：
图 3 A – 一个带有典型混合（卷绕的）静态开关的信息技术 UPS
Figure 3 B – 混合（卷绕的）静态开关详述
在第四页的图 3A 和上面的图 3B，说明一个混合静态开关（也称为卷绕式静态开关）的位置和构造。混合静态开关的配置被用于信息技术 UPS系统是非常普遍地。只有静态开关的旁路杆有横轴投影纬线SCR（硅可控整流器）配套电子开关。混合静态开关的逆变器边用一个带有正常开着联络的电源继电器（连接器）在正常静态开关关键负载转换操作中从旁路分离逆变器。电流接触器不是像 SCR 装置一样可靠, 尤其当逆变器遭受反复负载故障。
在关键负载故障，UPS输出下游的情况下，当前短路被旁路来源阻抗所限制。当前的高故障标准能焊接关闭的电气插头接触器。如果UPS混合静态开关电流接触器联络不合格打开, UPS输出将会不断地被连接到旁路来源。对于超过 30 – 50 毫秒，没有设计UPS逆变器有来自旁路的交流输出向后输出，尤其一些 PWM 逆变器。
工业UPS系统在逆变器和旁路杆上使用 SCR 装置。工业UPS设计不使用逆变器边电流接触器, 但是改为用另外的反向 - 平行的 SCR。当然，针对混合静态开关的改良是一个比较昂贵的设计特征，但是不用电流接触器就会增加静态开关可靠性。因为静态的开关直接地在逆变器和关键负载中的功率路径中，所以UPS平均故障间隔时间与静态开关可靠性相连。
在第 6 页的最上面，图 4是一个完全电子静态开关的初步概要。就如我们以前提到的，在静态开关两杆上使用SCR 装置不使用逆变器边的电动机械的电力接触器产生一条比较可靠的电源路径。另外一个优点是旁路SCR装置增加开关的灵活性。对于依赖逆变器和旁路相位同步的工作状态，一些工业UPS系统有二个静态开关转换器。如果旁路和逆变器在相位同步时，静态开关运行重叠转换 (在故障前处理) 。如果旁路和逆变器不是在相位同步的状态，而且UPS负载超过逆变器的容量，静态开关将会运行0.25周波的循环故障 – 转换器避免出现同步环流脱离。 这种双重模式的静态开关的转换灵活性没有一个完全电子的静态开关将会是不可能的。
Figure 4 – 完全电子, 工业静态开关
UPS 可能性设计分析:
可能性设计分析是检测当有意外发生时，UPS是怎样运转的。举例来说，假设内部电源对静态开关控制板供应不足，静态开关会不安全吗？在静态开关控制板失去电源供应时，静态开关将会专门平滑地转换到旁路来源吗？在许多信息技术 UPS，答案是: 不！如果电源供应故障，静态开关不会转换为关键的UPS负载， 因为SCR门不再正确地运转所需的电源，如果这不是一个真正的故障安全设计。 少数信息技术 UPS系统用故障安全静态开关设计。通常，在混合静态开关里的SCR门回路由opto-连接器触动，这就要求外部电源来发展SCR门触发脉冲。
在一个故障安全静态开关设计里，静态开关SCR装置从负载电流那里得到他们的门控电源。建立SCR门控驱动带有磁偏的簧片继电器，这样以便旁路边SCR装置由正常关闭的簧片继电器触点电波传送。在一个故障安全静态开关里，电源故障将会迫使UPS从逆变器到旁路转换为关键负载。
最近，对于UPS设备使用微处理器控制是很普遍的。不幸地是，除非仔细地思考怎样限制微处理器控制的范围，否则如果微处理器有故障，单点式故障会产生问题。在没有考虑单点式故障的UPS设计中，微处理器故障不仅会导致UPS输出的突然损失，还会使静态开关对关键负载转换到旁路造成故障。
在一个工业UPS设计中，如果都可能的话，会很小心地考虑和排除单点式故障。在一个好的设计中，受到微处理器控制的UPS，内部和外部监视回路不断地检测微处理器的计算。如果发现一个微处理器错误，用业UPS连同它独立和安全装置的静态开关会立刻把关键UPS负载转换到旁路。
手动旁路开关（MBS）赋予维护人员安全的把关键UPS负载转换到旁路工作状态。而商用级UPS系统，手动旁路运行通常由一个回路断路器来完成。通过静态开关会第一个完成到旁路转换器的负载，然后由关闭的手动断路器密封或跳线。然而，这似乎像一个单旁路方式，它完全依靠UPS静态开关正确的操作。如果静态开关不能运作，通过手动旁路断路器，手动旁路操作将不会像计划的那样起作用。
工业UPS使用一个在故障之前运行的旋转鼓形开关。手动旁路开关完全独立于静态开关的操作。在一些工业UPS设计中，手动旁路开关有另外的电源开关连接，这使得静态开关从旁路和逆变器隔离以便容易维护。
UPS电池&充电器：
一般来说，信息技术 UPS应用在10-30分钟内指定阀调节，铅酸电池。因为信息技术 UPS电池维持时间通常不像在工业应用中那样长。充电容量通常不予很多的关注。在信息技术市场里，UPS电池充电器典型地设计为一个重复充电15-30分钟的铅酸UPS电池在8-10小时内有95%的容量。
与信息技术 UPS对比，在工业应用中，充电容量必须有更高的能力，因为电池维持时间能从60分钟到8小时或者更多。UPS应用商需要检查来确保考虑过的UPS系统在充电器里有足够的电池再充电容量，尤其在工业应用中比如发电典型的用4-8小时UPS电池。
在信息技术 UPS应用中更深的放电铅酸UPS电池是很普遍的，通常对放完每单位1.65伏特电。与信息技术 UPS对比，工业UPS系统将会使用一个更高末端每单位1.75伏特。放电UPS电池到一个较低的终端电压将会从装置里移动更多的能量，同时导致一个较小的UPS电池。紧记较深装置放电会减少UPS电池的寿命。铅酸装置，尤其是小于5-10年寿命的装置，对放电的深度非常敏感。当铅酸UPS电池在小于每单位1.75伏特的状况下放电，UPS用户需要小心地承担减少电池寿命的结果。
设备设计寿命 – 与关键程序的使用寿命匹配UPS使用寿命
工业UPS设备将会在它的元器件里建造设计边缘，以便当在典型工业环境操作时，UPS系统有>100，000小时的平均故障间隔时间。有些部件像冷却风扇和带有时间的DC电容器，甚至有保守设计。 工业UPS使用者比如发电厂通常指定UPS的使用寿命在20-30年。石化UPS应用商通常在10-15年内有较短时间限度，但是，一般来讲，由于程序驱动的决定，工业UPS应用商在找寻一个较长的UPS使用寿命。
工业UPS供应商备有元件代替时间表的证明文件——元件如同冷却风扇和DC电容器，以便UPS平均故障间隔时间能维持超过20-30年的使用寿命。在支持过时UPS设备的领域里替换，真正的工业UPS供应商将会有多余的元件代替计划。因为他们必须支持他们过时的UPS设备，所以工业UPS供应商将会有可得的领域数据去支持他们UPS平均故障间隔时间包括在他们的数据说明里。
工业UPS供应商将会使UPS模式备有较长的间隔时间，并且注意避免产品荒废，因为他们适合支持可靠的UPS系统。UPS系统向后兼容性经常是对工业UPS供应商一个重要的要求。
在商业UPS市场里，UPS模式趋向在5年内报废。现今，一个典型数据中心的寿命由于数据技术的进步小于5年。非常了解他们时常的信息技术 UPS供应商计划把他们设计重心集中在明年模式比较便宜，比较小，并且更有效率上。迅速的信息技术 UPS产品报废使过时的UPS设备在非常困难的领域里长期支持。
在选择一个供应商时，工业UPS应用商应该知道长期支持的问题。当他们考虑一个UPS产品周期成本时，尤其在大的加工应用里，一个有预定的关键零件代替计划的工业UPS设计有较低的成本解决方案。
逆变器技术 – Ferroresonant & PWM
Ferroresonant 逆变器已经被用于用业应用中有大概40年了。这些逆变器仍然为真正需要UPS应用的首选（如在核电），因为他们的电源线路简单，而且有固有的故障安全设计。请参考故态控制应用图：为非线性负载规定一个UPS系统，关于Ferro-resonant&PWM逆变器技术更多的信息。
在最后十年以来，由于在可靠性和IGBT电源晶体管的转换速度上有改进，PWM (被调整的脉冲宽度) 逆变器已经被工业UPS应用商所接受。请注意，无论选择的逆变器技术怎样，工业UPS设备将总会比商业UPS设备更昂贵，如同我们在这份说明里探究的一样，他们的区别非常不同。 |
