哪種不間斷電源(UPS)設(shè)計適合您的數(shù)據(jù)中心呢?答案取決于一系列因素的組合,這些因素受行業(yè)趨勢和技術(shù)發(fā)展影響,,而且被廣告的大肆宣傳復(fù)雜化。
從最基本的層面看,,UPS執(zhí)行兩個基本和補充功能:
調(diào)整輸入電源,,消除公共電網(wǎng)和其它主要電源上最常見的電壓驟降和尖峰
通過動態(tài)地選擇從公共電網(wǎng)、電池,、備用發(fā)電機和其它可用電源上汲取電力,,為電壓驟降和短時斷電(5分鐘到1小時)提供過渡電源
用于為數(shù)據(jù)中心的UPS提供這些功能,以滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范中對IT電源裝置規(guī)定的要求,。但是,,它們提供的保護(hù)等級和提供保護(hù)的方式不盡相同。市場上出售的UPS一般有三種保護(hù)IT設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
后備式UPS讓設(shè)備一直用市電電源工作,,直到UPS探測到問題時才切換到電池電源,,以保護(hù)設(shè)備不受電壓驟降、浪涌或斷電的影響,。
在線交互式UPS在市電流入被保護(hù)的設(shè)備前,,根據(jù)需要將輸入市電電壓升高或降低,或者使用電池電源,。
雙轉(zhuǎn)換UPS將設(shè)備從原市電電源上隔離開-將電源從交流轉(zhuǎn)換到直流,然后再轉(zhuǎn)換為交流,,以提供最清潔的電源和最高等級的保護(hù),。
最新一代UPS中有一些機型具有多模式行動能力,通常稱為“經(jīng)濟模式”或“高效模式”,。UPS一般在高效模式下運行,,除非電源條件使其有理由切換到保護(hù)等級更高的雙轉(zhuǎn)換模式,。
為特定用途(如工業(yè)或苛刻環(huán)境)也設(shè)計了其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如鐵磁諧振式和旋轉(zhuǎn)式設(shè)計,。本文講述多數(shù)IT環(huán)境中使用的典型的靜態(tài)UPS拓?fù)洹?/p>
哪種設(shè)計適合您的數(shù)據(jù)中心呢,?制造商為這些拓?fù)湓O(shè)計產(chǎn)品的方式對總體電源性能、數(shù)據(jù)中心的可用性和總擁有成本有很大的影響,。本文對根據(jù)使用要求選擇最佳UPS內(nèi)部設(shè)計時需考慮的一些重要問題提供一個客觀的看法,。
不同UPS拓?fù)溲芯?/strong>
UPS拓?fù)淇煞譃閮蓚€基本設(shè)計類型:雙轉(zhuǎn)換式和單轉(zhuǎn)換式。
雙轉(zhuǎn)換UPS系統(tǒng)將電源處理兩次,。輸入整流器將交流處理成直流,,然后送入輸出逆變器中,逆變器再將直流處理成交流電源,,送給IT設(shè)備,。在正常運行中,UPS通過整流器和逆變器組合不斷地對電源進(jìn)行雙重處理,。
如果交流輸入電源超出了預(yù)定的限定條件,,整流器將切斷,UPS從電池汲取電力,。電池電源通過輸出逆變器后輸送到IT設(shè)備,。
UPS將一直用電池供電,直到交流輸入回到正常的容限內(nèi)(或電池電量用完,,以最先發(fā)生的為準(zhǔn)),。
單轉(zhuǎn)換UPS系統(tǒng)在正常運行中用輸入交流市電電源為輸出負(fù)載提供所需的交流電力。有些系統(tǒng)使用感應(yīng)線圈或變壓器調(diào)節(jié)輸出電壓,。這些設(shè)計中也包括某些類型的電池充電電路,,以確保電池充足電量。
如果交流輸入電源超出了預(yù)定的限定條件,,UPS會接通其逆變器(在有些設(shè)計中,,逆變器一直接通,但不加載),。逆變器從電池汲取電流,,然后斷開交流輸入電源,防止從逆變器上將電力反饋到市電電網(wǎng),。UPS將一直用電池供電,,直到交流輸入回到正常的容限內(nèi)(或電池電量用完,以最先發(fā)生的為準(zhǔn)),。
在線交互式和后備式系統(tǒng)是最常用的單轉(zhuǎn)換設(shè)計中的兩個,,過去一般用在功率較低的應(yīng)用場合。在線交互式系統(tǒng)的輸入電壓范圍通常比后備式系統(tǒng)的寬,不使用電池就可通過電源接口將電壓調(diào)整到可接受的限制范圍內(nèi),。后備式電源系統(tǒng)只簡單地將輸入交流電源送給所連接的設(shè)備,,并在需要時切換到電池電源。有些后備式UPS設(shè)計也并入了變壓器或其它裝置,,以提供有限的電源調(diào)整,。
新的多模式UPS結(jié)合了單轉(zhuǎn)換和雙轉(zhuǎn)換技術(shù)的精華,具有每種技術(shù)的優(yōu)點,。每當(dāng)UPS的高速線路探測電路檢測到電力狀況的任何變化時,,系統(tǒng)將根據(jù)情況自動變換模式:
正常狀況:當(dāng)電力狀況在可接受的限制范圍內(nèi)時,多模式UPS以一種高效節(jié)能的系統(tǒng)運行-將電壓調(diào)整到安全的容限內(nèi)并解決市電電源中出現(xiàn)的常見異常情況,。
電力不穩(wěn)定或短暫擾動:如果交流輸入電源超出了為在線交互模式預(yù)設(shè)的容限,,系統(tǒng)將切換到雙轉(zhuǎn)換模式。UPS通過整流器和逆變器處理輸入電源,,使IT設(shè)備與輸入交流電源完全隔離,。
停電或持續(xù)電力異常:如果交流輸入電源超出雙轉(zhuǎn)換整流器的容限(或完全斷電),UPS使用電池提供電能,,使輸出負(fù)載保持運行,。當(dāng)發(fā)電機上線提供備用交流電源時,UPS使用雙轉(zhuǎn)換模式,,直到發(fā)電機充分穩(wěn)定下來后,,才安全地切換回高效模式。
這種多模式新技術(shù)可提供即時條件下所需的精確的電源保護(hù)等級,。除非需要,,這種裝置不在低效/高保護(hù)模式下運行。在IT運營中,,能源成本代表了單項最大的構(gòu)成部分,,這種策略的能效收益是相當(dāng)大的。即使小的數(shù)據(jù)中心每年也可在電費上節(jié)約數(shù)萬美元,。較大的數(shù)據(jù)中心隨著時間的增加可節(jié)約數(shù)百萬美元,,而不影響數(shù)據(jù)中心的性能或可靠性。