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夏季停電高鋒又到了,選購 UPS 前你必須了解的小常識

又到了用電需求大增的夏季,同時也是最容易停電、跳電、電力不穩定的季節,現在疫情期間在家工作的人增加,工作中途忽然停電,很可能讓你一整天的心血付之一炬,UPS 的重要性這時才真正體現出來。「UPS」這個名詞大家常聽到,不過這裡並不是指物流公司那個,那麼選購 UPS 該了解些什麼?這次筆者幫你整理了 UPS 基礎常識,選購前務必了解一下。

夏季停電高鋒又到了,選購 UPS 前你必須了解的小常識

什麼是 UPS?

UPS 是「Uninterruptible Power Supply」的縮寫,它是一種內建電池的備用電力系統,可以提供足夠的電力,讓你在忽然停電、跳電等電力故障時能夠有充裕的反應時間來儲存檔案並且正常關機,有助於防止數據遺失,並且最大限度地降低忽然關機對電子設備造成的壓力。於此同時,UPS 也具備抗突波功能,可以保護連接的設備免受突波、電壓異常等供電不穩定可能造成的設備毀損、使用壽命縮短以及裝置效能降低等問題。

為什麼我需要 UPS?

尤其是若你使用的電子產品很昂貴,或是有家人需要居家醫療照護長時間使用需供電的電源器材時,UPS 更顯重要。在突如其來停電的情況下,UPS 會自動切換到以內建電池供電,為你提供連續性的供電。內建電池使用時間則可能視系統不同而異,而你所使用的電量亦有影響。備用電池供電可以讓你有足夠的時間關閉較敏感的設備、伺服器甚至是遊戲主機的電源而避免資料遺失或進度來不及存檔,不同 UPS 系統還為其他電力問題提供一定程度的保護。

我可能遇到哪些常見的電力問題?

  • 停電
    這應該是大家最熟悉的了,由於公用設備或電力公司網路故障、自然災害或人為失誤而導致電力供應暫停,往往可以持續數秒或幾天的時間。
  • 暫時低壓
    有時候雖然電力還是可以順利供給你的設備,但因為電壓降低所以傳遞時間變長,這種情況比停電少見,通常是由於高需求情況下電力耗損或電流減少所造成。
  • 頻率變化
    通常會發生在連接到發電機時,當發電機沒有在所需頻率內與電力系統同步就很可能出現這個問題。
  • 諧波失真
    由電子設配(包含 UPS 本身)以鋸齒狀脈衝而不是平滑正弦波吸收電流所引起。
  • 線路雜訊
    線路雜訊主要是由標準交流電內散雜的電磁信號干擾所引起,而這些雜訊可能來自其他交流電連接的電子設備,像是無線電波干擾、發電機甚至是雷爆,它會阻礙電子電路的效能。
  • 過電壓
    基本上就是一個小型功率的突波,比正常電壓持續時間更長的突波,可能持續幾分鐘甚至幾天。
  • 電壓突波
    這是一種瞬間電壓的變化,意外增加的電壓(通常是 0 和 169V,或大於正常輸出的 110%)暫時性超出牆上插座正常限值。雷擊會帶來巨大的突波,可以瞬間損壞設備,即使是微小的突波也會隨著時間的推移對設備造成永久性的損壞。
  • 電壓驟降
    一種電壓忽然降低的情況,不過持續時間比較短暫。

UPS 的類型有哪些?

目前市面上的 UPS 分成三種主要類型,包含離線式、在線互動式與在線式,下面我會簡單說明一下三種類型的特點。

  • 離線式
    離線式是最常見的 UPS 系統類型,提供基本的電源保護和備用電池功能,可防止停電以及電壓突波,但是它們無法調節電壓驟降和瞬態電壓,最適合小型非關鍵電子設備和家庭、個人工作室使用,因此在預算充足的理想狀況下,建議大家在購買時至少選擇在線互動式 UPS。離線式 UPS 的大多數只能額外運行 5-20 分鐘,以便讓你有足夠的時間正常關閉電腦,因此如果無法滿足個人需求,則需要升級到容量更大的UPS。

如果主電源低於正常限值,負載將轉移到逆變器輸出端,通常反應時間在 5-10 毫秒內。被稱為「離線式」的原因在於其中的逆變器預設為關閉。通常,離線式 UPS 提供方波/類正弦波輸出波形,這與敏感的電子設備結合使用時可能會出現問題,方波/類正弦波會導致某些電子設備過熱、故障甚至設備失靈。

  • 在線互動式
    在線互動式 UPS 系統比離線式 UPS 在電源保護和成本方面的更高一級,這種類型的 UPS 中,逆變器始終處於開啟狀態並連接到 UPS 輸出端。在線互動式 UPS 具備自動電壓調節(AVR),使用變壓器將電壓保持在設定的低/高限值(通常為標準電壓的正負 8-15%),當超出設定範圍的情況下,離線式 UPS 會切換到電池電源,而線上互動式 UPS 系統則不會,這在短時間內節省了電池電量,並延長了電池壽命。

與離線式 UPS 系統不同,線上互動式 UPS 系統的逆變器屬於輸出的一部分,並且始終連接。當輸入交流電源正常流動時,逆變器會反轉並且為電池充電;如果輸入交流電源發生故障,轉換開關將在大約 4-8 毫秒內改變方向,使電池電源流向 UPS 輸出。這幾毫秒雖然對於大多數設備來說已經很快,但對於非常敏感的電子設備來說,可能還是無法支應。

在發生電源故障時,大多數在線互動式 UPS 系統提供純正弦波輸出,使其能夠與大多數設備完美配對,此外,大多數在線互動式 UPS 可以為高達 4,000W 的連接設備供電。

  • 在線式
    在線式 UPS 系統屬於高階 UPS 設備,為醫院和數據中心的 IT 設備提供最高級別的保護。透過將輸入的交流電轉換為直流電,然後獲取該直流電並通過逆變器將其轉換回交流輸出。在線式 UPS 可防止任何電力輸送異常,防禦所有潛在的電力問題,並在斷電、突波或上一段落中概述的任何常見電力問題時提供持續且一致的電力和保護。同時在線式 UPS 也是清理發電機功率的最理想選擇,可消除正弦波中的任何不規則,這使得在線 UPS 非常適合在配有備用發電機的數據中心使用。
    輸出調節方面比在線互動式 UPS 精確得多,保持標準電壓正負 2-3%,確保連接的電子設備不會因過電壓或電壓驟降而損壞。此外,由於在線式 UPS 始終如一地為連接的電子設備提供交流電源,因此與離線式和在線互動式 UPS 系統不同,在發生電力問題時不會有任何停機時間。

依照容量 / 運作時間來選購

無論你是購買上述哪種類型的 UPS,你都必須確定它有足夠的輸出容量來支應你插上的設備,還有確保電池運行時間夠你妥善地安全關機,另外就是 UPS 上配置的插頭數量也很重要。那麼,該如何確定 UPS 的輸出容量是否夠大呢?計算方法很簡單,只要把你預期連接到 UPS 的所有設備瓦數相加(這部分是負載量)並且乘以 1.25,就可以算出至少需要的 UPS 輸出容量。

這邊提醒一點,UPS 所標示的容量要有餘裕,當你的負載量越接近輸出容量時,內建電池運作的時間就越短,所以你可以挑選容量大一點的款式,或是部分品牌還有推出擴展的電池模組(EBM)以延長整體運作時間。

依照外型 / 尺寸來選購

在挑選 UPS 時,你的放置空間也是個重要因素,目前 UPS 主流的外型分為下面三種類型:

  • 緊湊式
    這類的 UPS 多半外觀較低調扁平、短而寬,可以放在桌上、桌下或輕鬆塞進小空間裡,有些型號背面還會有壁掛孔,方便你將它固定在牆面上。
  • 塔式
    這類 UPS 外型上底較高而窄,插座位於設備的後方,可以直立擺放在桌上、架子上或直接落地,同時你還可以將塔式 UPS 放在 2 或 4 柱式的積架上,以避免意外傾倒損壞或不小心拔下插頭。
  • 機架式
    這類 UPS 通常會與其他 IT 設備一起安裝在標準 19 吋的伺服器機架機箱中以節省空間,通常設計為扁平型,多半用於資料中心、伺服器中心等。標準伺服器機架為 42U,每個單元 (U) 高 1.75 英寸,常見的機架式 UPS 有 1U、2U 或 4U 尺寸。

雖然大多數人並不會想到在家裡添置 UPS,但對於在家工作、在家照護的人,UPS 非常重要,可以確保你有彈性地完成手邊的工作並順利關閉電腦。另外 UPS 在筆者家中還有一個「其他」用途,當夏天熱得要命又真的遇到停電時,我把電腦關機後還會拿它來接電風扇,多方便你都不知道。

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