UPS与EPS的性能比较

　　(1)UPS(不间断电源)是Uninterruptible Power Supply的缩写，就是人们常说的不间断电源。市场上常见的UPS主要有在线式、在线互动式和后备式三种。

　　在线式UPS在市电正常时其输入电源经过整流/逆变后输出，同时对蓄电池浮充，市电中断时由蓄电池经逆变器向负载供电，即UPS的逆变器一直处于工作状态。后备式的UPS只有当市电中断时或电压低于170V时才启用逆变电路，正常时由市电直接输出，通常容量小于3kVA。后备式UPS的电压输出有较大的波动，在170～260V之间，采用高速继电器实现市电和蓄电池之间的转换，转换时间小于10ms。在线式UPS始终使逆变电路工作，其电压的稳定性高，基本上在220V(1±5%)范围内，蓄电池放电基本不存在转换时间;与市电旁路转换采用静态开关，转换时间可以达到μs级。UPS输出精度高、转换时间快，同时造价较高(约为EPS的两倍)，在线式UPS工作时能耗较大，主机寿命较短，只有8～10年。

　　UPS

　　(2)EPS(应急电源)是Emergency Power Supply的缩写，是现代建筑安全保障设施的重要组成部分。一般情况是作为消防或生产在紧急情况下使用的电源。例如在人多、出口少、自然光源有限的高层建筑、商场、医院、地下防空工程等场合，一旦出现火灾或电网受到破坏时，照明消失一片漆黑，其后果不堪设想。同时消防队伍会因为缺少电源供应而无法施展救助工作，如此更加重了灾害的程度。如果拥有应急电源，将会减少损失，因此应急电源对现代社会的安全将发挥越来越重要的作用。

　　EPS工作原理有点类似于后备式的UPS，平时逆变器不工作，市电断电时才投入蓄电池后备供电。一般不对电源进行恒流、恒压处理。通常采用接触器转换，切换时间约为0.1～0.25s。其优点是结构较简单、造价较低、平时能耗小、无噪音、主机寿命长(15～20年)，可适应于电感性、电容性及综合性负载，需要时可实现变频软启动。

　　在一些欧美国家，由于采用并网供电，电力充足，同时供电质量良好，加上用电设备规范，不会在电网上造成电网污染、互相干扰。因此，许多场合并不建议使用双变换在线式UPS，而是推荐使用节能型ECO(Economy Control Operation)工作状态下的UPS，即平时由市电供应负载，在市电不正常时，再由蓄电池经逆变器输出供电。在欧洲，此类具有节能工作状态的UPS称作CPS(Center Power Supply)，其广泛采用的原因是:双变换工作方式的在线式UPS，在市电正常时，其AC→DC→AC的能量转换效率约为90%，而节能工作状态下的UPS(CPS、EPS)在市电正常时，其能量转换效率高达99%，而且并网市电的可用率可达99.99%以上，即只有0.01%的停电机率，因此使用CPS(EPS)供电，其节能效果是非常显著的。同时，EPS的逆变器处于待机状态，不输出功率，类似休眠状态。EPS的逆变器比UPS的逆变器使用寿命大大延长。

　　2 EPS与UPS的工作原理

　　2.1 EPS的工作原理(见图1)

　　EPS主要由充电器、电池、逆变器和转换开关等组成。

　　当市电正常时，市电由转换开关直通供给负载，不经过任何处理。同时，充电器工作并对电池充电。

　　当市电异常(电压超限、频率波动或停电)时，逆变器会自动启动(或人工启动)，然后转换开关切换到逆变器这一端，由逆变器对负载供电，此时充电器停止工作。因此EPS由市电供电转为逆变器供电时，中间有个切换时间，切换时间决定于控制电路的检测速度、启动速度及转换开关的切换速度。

　　如果市电恢复，转换开关将切换到市电的这一端，由市电直接给负载供电;同时充电器给电池充电。

　　2.2 UPS的工作原理(见图2)

　　UPS主要由输入开关、输入滤波器、整流器、逆变器、静态开关、旁路开关、隔离变压器、输出滤波器、以及电池组等部分组成。

　　在市电正常时，UPS通过整流器将交流市电整流成直流电，并将市电中携带的各种杂波过滤干净;整流后的直流电，经过逆变器作SPWM正弦波脉冲宽度调制，形成纯净、稳定的正弦波交流电。

　　当市电异常时，蓄电池会自动给逆变器供电，UPS输出不会中断，即输出电压基本不变化。

　　如果UPS超载、温度过高、保护等动作，UPS将自动切换到旁路状态供电，由逆变到旁路供电的切换时间很短，在4ms以内。

　　3 EPS与UPS的比较

　　EPS与UPS在以下方面有所不同，如表1所示。

　　(1)我国EPS的发展是起源于电网突发故障时，为确保电力保障和消防联动的需要，它能及时提供逃生照明和消防应急，保护用户生命或身体免受伤害，其产品技术要求接受公安部消防认证监督，并接受安装现场消防验收。而UPS是用来保护用户设备或业务免受经济损失，其产品技术要求有信息产业部认证。两者适用的安全规范明显不同，因而具有不同的价值观。

　　(2)EPS和UPS均能提供两路选择输出供电，UPS为保证优质供电，选择逆变优先;而EPS是为保证节能，选择市电优先。

　　(3)UPS由于是在线式使用，出现故障可以及时报警，并有市电作后备保障，使用者能及时掌握故障并排除故障，不会造成更大的损失。而EPS是离线式使用，是*后一道供电保障，因而其可靠性设计要求更高，不能简单理解为后备式UPS，否则就把EPS的重要性轻视了。如果EPS在市电故障时，不能通过蓄电池应急供电，则EPS形同虚设，造成的后果将不堪设想。

　　(4)UPS供电对象是计算机及网络设备，负载性质(输入功率因数)差别不大，所以国标规定UPS的负载功率因数为0.8。而EPS供电对象是电力保障及消防安全，负载性质为感性、容性及整流式非线性负载兼而有之，其负载功率因数就不能设定为0.8(EPS国标将规定其数值)，而且有些负载是市电中断后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的冲击电流，EPS需要输出动态特性要好，抗过载能力更强。因此EPS与UPS各组成部分的技术设计指标的分配是不同的。