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? ? ? ?UPS技術是在電力電子技術、微電子技術、計算機控制技術、電化學技術、自動控制技術發展的基礎上不斷創新發展的。新一代UPS在設計中采用了一系列的高新技術，其總的發展趨勢是逐步向小型化、網絡化、智能化和具有長延時方向發展。隨著科技的進步，UPS技術在不久的將來也將開辟一個更新的領域。
? ? ? ?新技術在UPS中的應用
? ? ? ?1.新功率器件
? ? ? ?采用絕緣柵雙極型晶體管作為逆變功率器件，其主要特點如下:
? ? ? ?①大大降低逆變器換流損耗以及交流濾波器的損耗，因此逆變器的效率得以提高，整機效率可達94%-96%。由于IGBT的開關頻率為20~50kHz，明顯提高了逆變器的性能,使輸出電壓諧波含量大為減少(小于1.5%)，動態響應更好。
? ? ? ?② IGBT屬于電壓控制器件，驅動電路簡單，同時它有正方形的開關安全工作區，并有高的峰值電流容量，使逆變器的可靠性進一步增加。
? ? ? ?③由于IGBT逆變器的高頻化，輸出交流濾波器的尺寸進一步減小，損耗也相應減小了，使整機體積更小、噪音更低。
? ? ? ?④可靠性高，壽命長。
? ? ? ?2.微處理器數字技術
? ? ? ?控制系統采用先進的計算機數字控制技術及模擬量計算機控制技術，即通過主/協結構完成系統控制。系統由整流/充電器、逆變器、靜態開關3個協處理器單元和一個模擬量計算機單元承擔其所有的數據采集、模擬運算和功能調整等工作，然后送到主處理器進行集中控制、綜合處理、記錄存檔和顯示處理信息。借助這種計算機高速數據處理技術，充分發揮其系統硬件和軟件的優越性，提高UPS實時控制、保護和監測的能力。
? ? ? ?其數據采集是通過霍爾傳感器以及的高速A/D轉換器，將模擬信號轉換成數字信號，納入協處理器和主處理器通道來實現的.根據UPS功能和用戶需要，這些信號將用來實現UPS的控制、調整、監測和保護等功能。
? ? ? ?分布在UPS三大部分中的霍爾傳感器主要采集以下兩類信號:
? ? ? ?①開關信號:主要反映各部件開關、保險開關及熱繼電器等的工作狀態。
? ? ? ?②模擬信號:反映輸人/輸出電壓、電流、頻率以及充電電壓、電流等參數。
? ? ? ?(1) 高速數據處理結構
? ? ? ?UPS控制系統中，采用計算機高速數據處理的主/協結構，增加數據采樣點，采用數字控制診斷軟件，實現高速A/D, D/A轉換設計.UPS運行異常往往反映在各主要波形的異變上，因此，對于各點取樣的模擬信息須先進行A/D轉換，然后由驅動執行機構完成控制。
? ? ? ? (2) 控制和診斷軟件
? ? ? ?控制軟件具有各類信號的采集、處理以及運行狀態的自動監測、調整和管理功能。診斷軟件是故障診斷的專家系統。UPS出現異常后，該系統能迅速對故障進行診斷、推理，判明故障部件，通過顯示器(或燈光、聲音)報告給使用者以便維修，同時自動記錄信息，生成信息檔案。
? ? ? ?3.蓄電池自動測試與維護技術
? ? ? ? 蓄電池是UPS的儲能裝置。由于蓄電池故障引起UPS系統故障的比例較高，所以對蓄電池的測試及故障診斷顯得尤為重要。蓄電池測試維護軟件定期自動檢測蓄電池性能參數，為使蓄電他處于良好的工作狀態，每隔一定時間就會中斷UPS交流輸人，使蓄電池組帶載放電，激活惰性.保持蓄電池組原有容量。在蓄電池放電時，測試維護軟件自動檢測蓄電池后備容量和電壓，并將檢測參數顯示在顯示屏上.當蓄電池組容量下降10%時，自動結束測試，以免過放電。
? ? ? ? 4.并聯冗余技術
? ? ? ?后備式UPS的基本原理是:當電網電壓正常時,負載能量主要由電網提供，UPS只是對電網電壓進行質量調節，并且將電網提供的一部分電能經過整流器、充電器存儲在蓄能部件中;在電網出現故障的瞬間，系統將負載與電網隔離并改由內部蓄能部件經逆變器向負載供電，從而避免了關鍵負載因供電的突然中斷而造成損失。因此，UPS內部整流、逆變和蓄能三種功能部件是必不可少的。蓄能部件有轉動飛輪、鉛酸蓄電池、燃料電池、超導線圈等，其中鉛酸蓄電池仍是當前UPS的主流蓄能部件。整流器、逆變器都由電力電子元部件構成的，經歷了晶閘管、電力晶體管、功率場效應管和IGBT等幾個主要發展階段。
? ? ? ?要提高關鍵負載供電的可靠性，一***先須提高UPS自身的可靠性。由于上述三種主要功能部件都是比較脆弱的，除了電路設計上元部件參數要留有相當的余量外，在電路結構和系統保護方面須采取一定措施。通常在UPS內部都設有電壓、電流快速檢測電路，通過控制進行過壓、過流的快速保護。顯然，當UPS自身進人系統保護狀態時不應使負載供電中斷，為此在系統內部另設有旁路通道。該旁路通道具備三個作用:一是當負載出現局部短路等過負荷時，為保護UPS的逆變器，將負載切換到旁路通道、由電網直接供電，清除負載故障點;二是當UPS逆變器自身出現故障時，將負載切換到旁路通道，由電網直接供電，此時旁路通道相當于向負載供電的冗余通路;三是當電網電壓比較理想時，系統進人旁路運行的經濟運行模式，降低逆變器運行的功率損耗以提高系統的運行效率。所以，通過UPS向負載供電不但可以確保當電網斷電時負載供電不會中斷.而且可以確保負載供電的品質。
? ? ? ?顯然。無論何種原因使UPS進人旁路通道供電，負載都將直接暴露在電網電壓之下，若電網電壓質量較差，對負載的危害是不言而喻的。
? ? ? ?提高UPS系統的可靠性與可用性可以通過并聯冗余方式解決.所謂并聯冗余系統是指參與并聯運行的各UPS單機在系統中具有同等的地位，共同分擔負荷，其中任意一臺,單機出現故障，其他單機能自動均擔多出來的負荷，而故障單機將自動從負載母線上脫開系統.顯然，并聯冗余方式使系統的可靠性得到很大提高，對各單機的維護也變得非常容易，整個并聯系統可以在不中斷對負載供電的情況下進行維護檢修，所以可用性也相當高.應當指出，并聯冗余系統的主要目的是為了解決可靠性與可用性問題，系統擴容當然可以通過這種途徑達到，但并不是主要目的。近年來，國內外在UPS并聯系統的研究與開發方面所做的工作較多，大致上形成兩個主流方向:一是采用多臺UPS單機并聯的并聯冗余系統，二是在一臺UPS單機內部采用多個整流/充電器、逆變器相互并聯的模塊式并聯單機系統。無論哪一種并聯冗余系統，都須解決以下一些關鍵技術間題。
? ? ? ?①并聯運行的各單機或模塊的均流問題。實踐證明。并聯單機間的環流是造成UPS逆 ?變器故障的主要原因，這個問題若解決不好，不僅可靠性得不到提高，而且適得其反。目前控制并聯系統中的各UPS的負載電流均衡的方法主要有電壓一頻率下垂特性控制法、主從模塊控制法、負載母線同步法以及有功、無功環流控制法等，模塊間的負荷電流不均衡性已可以控制在5%以內。
? ? ? ?②模塊間的均流控制信號的可靠傳送問題。模塊間的信號傳輸線實際上構成了系統的故障瓶頸，電磁干擾或其他的物理毀損都會造成系統故障，所以，均流信號力求簡單，要采取強抗于擾編碼技術，互連線越少越好。對于并聯系統的故障瓶頸現象的存在，可以采取均流控制電路冗余來消除。
? ? ? ?UPS并聯冗余系統的理想狀態是并聯一單機間無任何控制信號互連線，從而消除了并聯系統的故障瓶頸，國內外關于這方面的工作已取得一些進展，有些已在產品中得到實現。
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? ? ? ?③熱插拔電路及接插件技術.對于模塊并聯系統，可以根據負載情況進行組件的熱插拔以方便用戶進行系統擴容和組件的維修。并可在不停機的情況下添加或減少組件。