UPS容量单位VA和W的区别

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2024年7月25日发(作者：)

UPS容量单位VA和W的区别 • 瓦特W值和VA值的关系 • UPS制造商用W表示

容量，实际上指的是VA值 • 大多数计算机设备用VA表示容量、VA值表示额定 • 举例 •

后备式UPS • 在线式UPS • 在线互动式UPS UPS容量VA和W的区别 很多人搞不

清楚应该用瓦牡学应该用伏安来表示 UPS的容量。许多UPS制造商分不清这两个概念的

区别，甚至将W 和VA两个名词等同起来，这更增加了人们理解上的混乱。 小容量的 U

PS(小于1000VA)用W表示容量，容量在1KVA￣500KVA的UPS都用VA而不是W来

表示容量。用W表示小容量 UPS的可能是因为小容量UPS用户更加熟悉瓦特这个概念，

然而用VA能更准确地表UPS和负载容量的匹配程度，因为最根本的决定UPS输出能力

的是电流值(A)，所以自然用VA表示更贴切。W值总是小于等于VA值，换算关系式如下：

Watts(瓦特值)＝VA*Power Factor=Volts*Amps*Power Factor典型Volts=120或230V

Amps=负载电流Power Factor:功率因素，其值在0和1之间功率因素在0￣1之间，它

表示了负载电流做的有用功(Watts)的百分比。 只有电加热器和灯泡等的功率因素为1;对

于其它设备来说，有一部分负载电流只是在负载内循环，没有做功。这部分电流是谐波或

电抗电流，它是由负载特性引起的。重要的是明白了由于有这部分电流，所以VA值比W

值大，W值被认为是VA值当功率因素为1时的一个特例。

计算机的瓦特W值是它的VA值的60~70％

事实上当今所有的现代计算机的开关电源都呈容性，其功率因素值为0.6－0.7。个

人机趋向0.6，大型机趋向于0.7。最近研制出一种称为具有功率因素自校正功能的新型电

源，它的功率因素值为1。将来很可能会广范使用这种电源， 但目前市场上还很少看到这

种电源。

对计算机负载，UPS的W值是它的VA值的60~70％

因为所有计算机的功率因素值为0.6￣0.7，所以对计算机负载， UPS的W 值是VA

值的60￣70％。

大多数 UPS制造商用W表示容量，而实际上他们指的是VA值

当 UPS厂家指出了额定W值而没有标出功率因素和额定VA值， 用户可以假定这

是在功率因素为1W值(等于VA值)，而实际上厂家指的是UPS额定VA值。实际对计算

机负载W值为该标出值的60￣70％，所以一个额定值为100Ｗ的 UPS 能驱动一个100

W的灯泡，但只能驱动一个65W的计算机。

大多数计算机设备用VA表示容量

大多数计算机设备容量用VA表示，最近有些计算机开始用W表示容量(最著名的D

EC和IBM)。但总体而言还是用VA的多。所以UPS用VA 表示容量更能反映出其和负载

的匹配程度。APC所有UPS都同时提供了W值和VA两种值。产品的型号包括VA值，

也可以通过将VA值乘以0.65折算成W值。

UPS额定为VA值以避免混淆

当一台 UPS标出了W值，它对计算机负载的实际W容量为该标出值的60￣100％

(通常是60％)而VA值则是100￣130％的标定W值。而当一台UPS标出了额定VA值，

它对计算机负载的实际VA值就等于该标出值，W值为标出值的60￣70％。

举例：

一台如下配置的标准的Compaq386机：NEC彩显、120M硬盘、一个流式磁带机、

一个以太网卡和一个鼠标，在120VAC电源下测出它的W，电流AVA值如下：

总的Watts＝230W

总的Amps＝3.04A

交流电压＝120V

总的V-A＝365VA

功率因素＝0.63

UPS电源的分类和技术特点

1.后备式UPS

后备式UPS电源一般使用的是工频变压器来进行能量传递的，电源笨重而且体积大。

后备式UPS电源的功率变换主回路的构成比较简单，主要由滤波电路和多抽头变压器组

成，滤波电路可对市电中的干扰起到一定的抑制作用，多抽头变压器则可以起到电压调节

的功能，使UPS电源的输出电压在市电发生波动时也能维持稳定。后备式UPS电源的稳

压精度没有在线式的高，但是完全可以满足一般的应用需要。市电正常时，UPS一方面通

过输出变压器稳压后给用电设备供电，另一方面通过充电回路给后备电池充电，当电池充

满时，充电回路停止工作，在这种情况下，UPS的逆变电路不工作。当市电发生故障，逆

变电路开始工作，后备电池放电，在一定时间内维持UPS的输出。可见UPS存在一个从

市电供电到电池供电的转换过程，这种转换一般是通过继电器来实现，因此会有转换时间，

切换期间UPS的输出会出现瞬间掉电的现象。不过转换时间很短，一般只有几个毫秒，并

不会影响到计算机的正常工作。出于成本考虑，后备式UPS电源工作在逆变状态时输出电

压波形失真比较大，廉价的的系统电压输出波形多是方波，做得好的可以实现正弦波输出。

后备式UPS电源在市电供电时具有很高的效率，这一点是显而易见的。

2.在线式UPS

在线式UPS电源一般采用双变换模式。市电正常供电时，交流输入经AC/DC变换

转换成直流，一方面给蓄电池充电，另一方面给逆变器供电，逆变器自始自终都处于工作

状态，将直流电压经DC/AC逆变成交流电压给用电设备供电。这样的工作模式带来的好

处是：对外界电网的各种干扰起到了很好的隔离作用，交流输出波形“干净”（不带任何干

扰，接近于标准的正弦波），波形失真小，一般该类UPS电源的波形失真系数都能做到3%

以下，而且输出电压的电压稳定度和频率稳定度都很高。另一方面当UPS电源从市电供电

转换到电池供电时其转换时间几乎是零，这种转换时间是我们通常意义上所说的UPS转换

时间。不过在线式UPS电源也存在另一种转换时间，那就是当蓄电池电压低于允许值以下

或逆变器有故障时，会发生由正常供电方式向由市电直接旁路供电方式切换的过程，这种

切换是通过继电器来实现的，因此也存在转换时间，显然这是一种故障状态，与通常意义

的转换时间是不同的。

绝大多数在线式UPS电源都采用的是高频变换技术，能量的变换也都使用的是高频

变压器来完成的，这些电源都具有体积小、重量轻、噪声低的特点，但有的在线式UPS电

源仍然使用的是工频变压器，其线圈工作在高频，磁芯却工作在工频，这种产品笨重，体

积大。同样是15分钟的延时时间，3kVA的输出容量，使用高频变压器的产品的重量只有

使用工频变压器的产品的三分之一，体积也只有五分之一左右。

3.在线互动式UPS

能量变换都不可避免的会有能量损耗，因此正常工作时，在线式UPS电源的整机效

率要比后备式的低。不过在线式UPS电源在为用电设备提供不间断供电的同时，大大地改

善了电源的供电质量。

在线互动式UPS电源也称之为三端口式UPS电源，使用的是工频变压器。从能量传

递的角度来考虑，其变压器存在三个能量流动的端口，端口1连接市电输入，端口2通过

双向变换器与蓄电池相连，端口3接输出。市电供电时，交流经端口1流入变压器，在稳

压电路的控制下选择合适的变压器抽头接入，同时在端口2的双向变换器的作用下借助蓄

电池的能量转换来共同调节端口3上的输出电压，以此来达到比较好的稳压效果。市电掉

电时，蓄电池通过双向变换器经端口2给变压器供电，维持端口3上的交流输出。在线互

动式UPS电源在变压器抽头切换的过程中，双向变换器作为逆变器方式工作，蓄电池供电，

因此能实现输出电压的不间断，同样在由市电供电到电池供电的切换过程中也能做到没有

转换时间。

在线互动式UPS电源的电路实现简单，没有单独的充电器，带来的是生产成本的降

低和可靠性的提高，另一方面这类产品在市电供电工作时也不存在AC/DC，DC/AC的转

换，使整机效率有所提高。可以说在线互动式UPS很好地结合了后备式UPS和在线式UP

S的许多优点，是一种很不错的变换形式，但是由于在线互动式UPS使用的是工频变压器，

同样有笨重、体积大的问题。

UPS的电池管理技术

蓄电池是UPS的心脏，不管 UPS系统多么复杂，其性能最终取决于它的电池，如果

电池失效，再好的UPS也无法提供后备电源。如何监视电池以精确地预测其临界失效期和

如何延长电池的有效寿命，是保证UPS供电系统稳定、可靠的关键。

对精确地预测其临界失效期，一般很少做到。有的UPS厂家已拥有技术，但真正应

用于产品的好象没有，比如对每一节电池进行监测；单元电池定时充放电；某一节电池出

现故障，可以及时通知更换等，因成本太高，很少实际应用。因此对大容量的UPS采用人

工维护，定时监测电池状况。

既然不能精确地预测其临界失效期，那就尽可能延长电池寿命。大容量UPS的电池管

理比较完善，对中小功率的UPS厂家一般不太关注。当然随着技术的发展，有的UPS厂

家已经在小至1KVA的机内设有丰富的电池管理技术。据研究，影响电池寿命的因素有：

充电电流、充电电压、放电深度、环境温度、放电次数。针对这五个因素，一般有如下对

策：

充电器的性能：充电器的性能需大大增强，采用恒压恒流分段式充电技术，对电池进

行最优充电，充电电流的纹波尽可能小，才能延长电池的寿命。最优充电电流随着电池容

量的不同而不同，因此随着后备时间的不同、电池容量的不同要求充电器的充电电流可增

加或减少。现在有的UPS厂家为了共用充电器，将充电器的功率做大，针对用户的实际电

池配置，将充电器的电流调小。这样做的优点是可以满足不同电池配置的要求，缺点是浪

费成本，同时如果限制充电电流的装置失效，或用户维护不当，就会损坏电池。用户看到

的电池鼓起来，有些就是充电电流太大，电池热失控引起的。有的厂家就以正常配置设计

充电器的功率，后备时间过长的或过短的就无法照顾了。现在最好的方案是充电器模块设

计，可并联、均流。不同的配置选择数目不等的充电器，既可节约成本，又可满足用户不

同的要求。

放电深度的控制技术: 目前UPS厂家对电池的终止放电电压在各种电池容量、各种负

载下均为固定。这对大电流放电时电池能量不能充分利用，而小电流放电时又极易造成电

池的深度放电，损坏电池。大电流、小电流是针对电池容量而言的，例如100AH的电池，

当放电电流为0.5C，即100×0.5A=50A以上时称大电流放电; 小于0.01C即1A的放电电

流称小电流放电。小电流放电很容易造成涓流放电，使电池永久性的损坏。研究发现，电

池的放电电流越大，电池所允许的终止放电电压越小；相反，放电电流越小，电池所允许

的终止放电电压就越大。可见电池放电终止电压是可变的。随着技术的发展，有的UPS厂

家已提出了电池放电终止电压自动调节技术，通过实时监测放电电流的大小，自动调节电

池终止放电电压。这样既能保护电池，又能最大限度的使用电池的后备能量。

环境温度补偿技术：研究发现，当环境温度升高时，电池组本身固有的"存储寿命"会

逐渐缩短。例如：电池的预期寿命在环温为20℃时为10年，在环温为45℃时只有5年。

如果选配有温度补偿功能充电器的UPS可以使电池的寿命延长30%-50%。因为当环境温

度升高时，电池所允许的浮充电压阀值下降。此时，若浮充电压为固定，势必对电池组置

于"过压充?quot;工作状态，加剧电池的化学反应，造成蓄电池中的水分子大量电解，放出

氢气和氧气而逸出，电解液不断干涸，电池容量减少，从而缩短电池的寿命。环境温度补

偿技术是指 UPS可以根据环境温度的不同自动调整浮充电压，从而不会使电池处于过充状

态，延长了电池的寿命。

放电次数：放电次数与电池寿命是相对应的，减少放电次数就是延长电池寿命。因此

要减少电池放电次数就得尽量少转电池工作，选择适应电网能力强的UPS首当其选，如允

许输入电压范围宽、输入频率宽等，以及对电网的处理能力。

均浮充功能：研究发现蓄电池在正常使用过程中，会发生电解液液面位置、比重、温

度的变化，各个电池的端电压、电池内阻的变化不均衡情况。这种不均衡情况会导致电池

组输出电压过低或电池组内阻过大，长期下去会缩短电池的寿命。为防止这种不均衡情况

不断加剧，在一定时间内，应提高充电电压，对电池单元进行充电，使各电池单元都达到

均衡一致的状态，起到活化电池的目的。从而大大延长电池寿命。均浮充转换技术，就是

根据对电池充电电流的检测及电池容量情况判断，自动进行电池均浮充转换。

电池是UPS的重要组成部分，关注电池的寿命与维护是UPS厂家的一项重要任务，

才能真正为用户不间断的电源。

本文标签： 电池电压放电电源供电