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UPS的設(shè)計(jì)和工作模式如何影響其性能?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):25
核心提示:

  UPS的關(guān)鍵任務(wù)是在各種輸入交流條件下(包括發(fā)電機(jī)運(yùn)行),確保提供給IT設(shè)備的電源滿足設(shè)備電源的具體要求。現(xiàn)在我們看看不同的設(shè)計(jì)是怎樣滿足以下主要標(biāo)準(zhǔn)的: 

  將電壓維持在允許的范圍內(nèi) 

  無需鎖定IT設(shè)備就可在各種模式間轉(zhuǎn)換 

  與發(fā)電機(jī)電力之間平滑過渡 

  UPS拓?fù)鋵π阅艿挠绊懀?nbsp;

  將電壓維持在允許的范圍內(nèi) 

  UPS輸出電壓必須在信息技術(shù)工業(yè)委員會(huì)(ITIC)為所有輸入交流線路條件規(guī)定的ITIC電壓容限曲線的可接受容限內(nèi)。 

  縱軸顯示的是電源裝置(PSU)的輸入電壓。橫軸表示輸入電壓出問題的時(shí)間(可達(dá)10,000個(gè)交流電周期,約28分鐘)。ITIC曲線(其實(shí)更像是階梯而非曲線)顯示IT設(shè)備用的一種典型電源裝置(PSU)設(shè)計(jì)的可接受的輸入電壓包絡(luò)。 

  UPS必須確保輸入到電源裝置(PSU)的電壓不在可接受的區(qū)間上方的禁止范圍內(nèi),因?yàn)樵诖朔秶鷥?nèi)的電壓可損壞IT設(shè)備。低于閾值的電壓可導(dǎo)致電源裝置(PSU)關(guān)閉或出現(xiàn)異常行為。 

  ITIC(CCBEMA)曲線顯示IT設(shè)備的電源絨容限 

  幾乎所有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)都提供一定程度的浪涌抑制,以防高頻瞬變和大電壓尖峰,例如由雷電引起的或由公共電廠的破壞引起的。 

  1、多數(shù)小型后備式和在線交互式系統(tǒng)使用某些形式的瞬變箝位裝置,如金屬氧化物壓敏電阻(MOV),它們可將多余的能源分流到地,或者在能量等級太高時(shí)自毀來吸收過電壓或瞬時(shí)沖擊。由于這種UPS多數(shù)都是小型的,設(shè)計(jì)用于布置在被保護(hù)的設(shè)備附近,只有最小數(shù)量的這種箝位裝置。 

  2、在正常模式運(yùn)行的雙轉(zhuǎn)換UPS通過AC-DC-AV轉(zhuǎn)換過程處理電力,從而阻止有破壞性的輸入條件通過UPS進(jìn)入到所連接的負(fù)載設(shè)備。(但是,如果UPS在旁路模式,如在系統(tǒng)維護(hù)或系統(tǒng)故障過程中,有破壞性的輸入脈沖將通過UPS旁路進(jìn)入負(fù)載。) 

  多模式雙轉(zhuǎn)換UPS容易被部署在距市電輸入源較近處,因此常常設(shè)計(jì)有額外的浪涌保護(hù)。這些設(shè)計(jì)可包括連接多個(gè)并聯(lián)的金屬氧化物壓敏電阻(MOV),得到三個(gè)獨(dú)立的保護(hù)通路:火線與火線之間、火線與地線之間、零線與地線之間。UPS還可以有氣體放電管、浪涌線圈或其它包含電感器電容器一類器件的濾波電路,用于在破壞性脈沖到達(dá)關(guān)鍵負(fù)載前將其消除。此外,這類UPS在輸入電源條件使其有理由轉(zhuǎn)到雙轉(zhuǎn)換模式時(shí)會(huì)自動(dòng)從高效模式轉(zhuǎn)換過來,從而將輸入瞬變與負(fù)載隔離開來。多數(shù)設(shè)計(jì)也可保證:即使在旁路模式,保護(hù)所連接的負(fù)載設(shè)備不受瞬變問題影響。總是以這樣或那樣的方式保護(hù)IT設(shè)備不受大浪涌和沖擊影響。 

  3、不論采用哪種UPS設(shè)計(jì),仍建議在市電入口處采取浪涌保護(hù)措施,以保護(hù)UPS輸入監(jiān)控電路,并在向UPS旁路供電的電路上提供浪涌保護(hù)。 

  不同的UPS設(shè)計(jì)處理不太極端的電壓條件(如欠壓或過壓條件)的方式也不同: 

  1、只要輸入電壓在預(yù)定的UPS容限內(nèi),后備式UPS就可為IT設(shè)備供給滿足此要求的可接受的電力。但是,正常運(yùn)行的電壓范圍一般較窄(ITIC曲線的±10%),因此,UPS必須頻繁地求助于電池,這樣會(huì)減少電池的運(yùn)行時(shí)間和使用壽命。有些后備式系統(tǒng)允許較寬的輸入電壓范圍,這有助于保存電池電量,但可導(dǎo)致所連接的IT設(shè)備鎖定或出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無的運(yùn)行問題。 

  2、只要輸入電壓在預(yù)置的UPS容限內(nèi),在線交互式UPS就可供應(yīng)在ITIC要求范圍內(nèi)的電力。但是,在線交互式系統(tǒng)可使用抽頭變換式變壓器或降壓/升壓電路提供一些電壓調(diào)節(jié)。這意味著它不需要像后備式系統(tǒng)那樣頻繁地求助于電池,雖然它也使用一些電池電能去支持正常模式與電壓調(diào)節(jié)模式之間的過渡。電池電能用量比后備式UPS的低,但仍比雙轉(zhuǎn)換拓?fù)涞母摺?nbsp;

  3、雙轉(zhuǎn)換UPS在所有輸入電源條件下都提供經(jīng)調(diào)整的輸出電壓,電壓波動(dòng)在標(biāo)稱值的1%到3%內(nèi)。當(dāng)輸入電壓在預(yù)置的UPS容限內(nèi)時(shí),不需要使用電池就可對輸出進(jìn)行調(diào)整。同樣地,雙轉(zhuǎn)換UPS與后備式或在線交互式設(shè)計(jì)相比,使用電池的次數(shù)都少,時(shí)間都短。這就等于得到更長的電池運(yùn)行時(shí)間和使用壽命。目前許多雙轉(zhuǎn)換UPS是智能型的,如果UPS沒有100%加載,輸入接受范圍就會(huì)更寬。 

  4、當(dāng)輸入電壓在預(yù)置的UPS容限內(nèi)時(shí),多模式高效雙轉(zhuǎn)換UPS就可供應(yīng)在ITIC要求范圍內(nèi)的電力。當(dāng)輸入交流電壓超出此范圍內(nèi),UPS自動(dòng)使用雙轉(zhuǎn)換模式,使輸入調(diào)整到ITIC要求的范圍內(nèi)。結(jié)果,電池使用時(shí)長和頻度與雙轉(zhuǎn)換UPS相似,在有些情況下甚至更低。 

  有些較大的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可能允許調(diào)節(jié)輸出電壓的區(qū)間,因此系統(tǒng)也可支持輸入電壓范圍更受限制的非IT電源,同時(shí)仍得到較高的運(yùn)行效率的好處。 

  所有UPS設(shè)計(jì)滿足ITIC規(guī)定的IT設(shè)備的輸入電壓要求。主要區(qū)別在于UPS實(shí)現(xiàn)此結(jié)果的方式,這對電池使用頻度和時(shí)長有很大的影響。后備式UPS對電池的需求量最高,雙轉(zhuǎn)換拓?fù)渥畹汀?nbsp;

  與ITIC曲線相差的各種UPS設(shè)計(jì)的性能 

  

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