數(shù)據(jù)中心各種UPS系統(tǒng)的實際應用

　　[導讀]隨著時間的推移，業(yè)內(nèi)的UPS產(chǎn)品類型逐漸增多。不同類型的 UPS 適合不同的用途，沒有一種類型的UPS 適合所有的應用領(lǐng)域。

　　隨著時間的推移，業(yè)內(nèi)的UPS產(chǎn)品類型逐漸增多。不同類型的UPS適合不同的用途，沒有一種類型的UPS 適合所有的應用領(lǐng)域。

　　現(xiàn)在，APC白皮書對于每種UPS類型都給出了明確的定義，深入分析每種系統(tǒng)的實際應用，并列出各種系統(tǒng)的優(yōu)缺點。借助于這些信息，您可以做出明智的決策，選擇適合自己需要的UPS拓撲結(jié)構(gòu)。

　　UPS 類型

　　后備式

　　在線互動式

　　后備式-鐵磁共振

　　雙轉(zhuǎn)換在線式

　　Delta 轉(zhuǎn)換在線式

　　后備式UPS

　　后備式UPS是用于個人計算機的最常見的類型。轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置為選擇濾波后的交流輸入作為主電源(實線路徑)，一旦主電源出現(xiàn)故障，就會切換到電池/逆變器作為備用電源。一旦發(fā)生這種情況，轉(zhuǎn)換開關(guān)必須進行操作，將負載切換到電池/逆變器備用電源上(虛線路徑)。逆變器只在電源出現(xiàn)故障時才啟動，因此稱作"后備式"。這種設(shè)計的主要優(yōu)點是效率高、尺寸小和成本低。如果采用適宜的濾波電路和浪涌保護電路，這些系統(tǒng)還可以提供適當?shù)脑肼曔^濾和浪涌抑制功能。

　　在線互動式 UPS

　　在線互動式UPS是用于小企業(yè)、網(wǎng)站、部門服務器的最常見的設(shè)計。在此設(shè)計方案中，電池到 交流電源的轉(zhuǎn)換器(逆變器)始終連接到UPS的輸出端。如果在輸入交流電源正常時反向操作逆變器，就會給電池充電。

　　一旦輸入電源出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)換開關(guān)就會打開，并通過電池向UPS輸出端供電。與后備式 UPS拓撲結(jié)構(gòu)相比，由于逆變器始終打開且與輸出端保持連接，這種設(shè)計進一步增強了濾波效果，并降低了轉(zhuǎn)換瞬態(tài)過電壓。

　　后備式-鐵磁共振 UPS

　　后備式-鐵磁共振 UPS 曾經(jīng)是功率范圍 3-15kVA 的應用領(lǐng)域中使用最廣泛的 UPS 類型。此設(shè)計依賴于一個特殊的飽和變壓器，該變壓器具有三個線圈(電源連接)。主電源路徑通過交流輸入電源、轉(zhuǎn)換開關(guān)和變壓器，最后連接輸出端。當電源出現(xiàn)故障時，轉(zhuǎn)換開關(guān)將打開，逆變器將向輸出負載供電。

　　在后備式-鐵磁共振設(shè)計方案中，逆變器處于后備式模式，當輸入電源出現(xiàn)故障且轉(zhuǎn)換開關(guān)打開時，逆變器才 被激活。這種變壓器具有特殊的"鐵磁共振"功能，它能夠提供有限的電壓調(diào)節(jié)和輸出波形"修整"功能。鐵磁共振變壓器提供的對交流電源瞬態(tài)過電壓的保護與任何濾波器一樣，甚至更好。但鐵磁共振變壓器本身會產(chǎn)生嚴重的輸出電壓失真和瞬態(tài)過電壓，這可能造成比交流電源連接不當更嚴重的后果。即使這種UPS被設(shè)計為后備式UPS，鐵磁共振變壓器也會由于其本身的低效率而產(chǎn)生大量的熱量。另外，這些變壓器比常規(guī)的隔離變壓器體積大，因此后備式-鐵磁共振UPS通常非常龐大和笨重。

　　雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS

　　這是 10kVA 以上功率范圍的電源最常用的UPS類型，除了主電源路徑是逆變器(而非交流主電源)外，其余與后備式設(shè)計相同。

　　在雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計中，輸入交流電發(fā)生故障并不會激活轉(zhuǎn)換開關(guān)，因為輸入交流電一直在給備用電池充電，而由備用電池向輸出逆變器供電。所以，在輸入交流電源出現(xiàn)故障時，無需時間進行在線運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

　　在這一設(shè)計中，電池充電器和逆變器將轉(zhuǎn)換全部的負載功率，并由于產(chǎn)生了更多的熱量而導致效率降低。

　　這種 UPS 提供了非常理想的供電輸出性能。這一設(shè)計的可靠性高于其他設(shè)計，但功率部件的持續(xù)耗損降低了這種可靠性，而且在UPS的整個生命周期成本中，由于電源效率低下而消耗的電能占據(jù)了很大一部分。此外，大型電池充電器獲得的輸入電