略谈UPS及其技术发历程（一）

前言：笔者从1967年接触第一台UPS以来不知不觉已过去五十多个春秋，在这个说长不长说短不短岁月里一直在和UPS打交道，可惜没有留下什么资料，只能凭断断续续的记忆顺序缕一缕这段历程，所以只能是“略谈”，或者说是抛砖引玉。说是砖也是缺棱少角不健全，请补充。

一、UPS是计算机的孪生兄弟

1.1.第一台半导体计算机的诞生

   谈UPS就必须谈它的出现背景。可以说没有计算机就可能没有UPS。

       1953年以前就已经开始有了手摇计算机，手摇计算机是1878年由一位在俄国工作的瑞典发明家奥涅尔制造的，这是一种齿数可变的齿轮计算机，如图1（a）所示，这时一台研制原子弹试的飞鱼牌手摇计算机。

（a）研制原子弹试的飞鱼牌手摇计算机

（b）真空管电子计算机

图1 手摇计算机和真空管电子计算机

       1946年2月14号，取名为ENIAC的第一台真空管电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生。但它体积庞大，如图1（b）所示。并且属于程序外插型，使用起来并不方便。计算机运算几分钟或几小时，需要用几小时到几天来编插程序。

       1964年国防科委第十研究院第15研究所，在以前CJS103~ CJS107的基础上在慈云桂教授的指导下推出了国际上第一台运算速度十万次的半导体计算机CJS108甲，其结构如图2（a）所示。一个月后其他国家才陆续推出这种器件的计算机，接着我国的半导体计算机也相继问世，如哈军工的441B计算机等。那时的计算机机房就已经出现，架空地板也已经采用，机柜式下进风上出风，不过空调机采用的是中央空调，因为精密空调机尚未问世。

   由于计算机和电源都是采用的大散件，所以机器的体积大而重，当时的机柜高1600mm，宽厚均为400mm。

   供电电源，在当时根本没有所谓UPS概念采用的是串联调整电路 如图2所示。从图中可以看出在用的都是锗PNP三极管。即使这种管子在当时非常金贵，一只150mW的晶体三极管市场价30元。

   那时的即使功率管不但容量小,只好用T1~T3构成达林顿，而且功率管耐压也很低，但为了提高输出电压稳定度在功率管上必须有8V以上的耐压，所以效率很低比如一个输出5V25A的电源，输入整流电压必须在13V以上，这样一来在功率管T1上的功耗就是：

                    P_T18V✕25A=200W

而输出功率 P_O5V✕25A=125W

输入直流功率P13V✕25A=325W

整个电源的效率

   实际上效率还比38.5%要低很多，因为变压器的功耗，整流器的功耗和电路其它器件的功耗还没有计算在内，这都是造成设备庞大的原因

图2 CJS108甲计算机电源配置和机柜摆放情况

   另外一个棘手的问题是所需要的计算题目无法直接向计算机输入，不像现在用键盘敲入，那时的软硬件都没有这个技术。还必须有一套人工程序，如图3所示。首先将题目分解成“0”和“1”布尔代数的基本单元，然后用穿孔机将分解后的结果穿孔到8位纸带上，再用光电机把纸带上的内容输入到计算机上。

图3 向计算机输入题目的程序

   计算机就可以运行了，如果是一个大的题目比如河北物探局的一个地质分析提就需要几十个小时，如果在将要出计算结果的时候市电突然中断，计算机关机，计算结果完全丢失。市电恢复时要重新输入数据，计算从头开始，以前的工作等于零。

   像这种结果是都不希望的，在国际上也是这样无一例外。为了在市电停电时能把计算现场的数据保存下来，计算机使用者就向电源提出这样一个要求：即在市电断电后如果电源能继续供电5s，计算机就可以将运算现场数据放入存储器，待市电恢复时计算机就可以接着上次的计算结果继续运行下去。这就是对电源不间断（UPS）的呼声，很快这类电源就问世了，由于这个时间非常短，几乎是同时，所以有人就说不间断电源（UPS）是计算机的孪生兄弟。