UPS電源系統有哪些不同類型? 不同技術旨在滿足多種需求
三種不間斷電源 (UPS) 基礎技術在保護當今分布式 IT 基礎設施(尤其是網絡邊緣)方面都發揮著重要作用。每種技術都有其優勢,并且每種技術對于配置具有成本效益的電源保護方案都有其必要性,復雜系統尤為如此。為您的特定應用選擇 UPS 時需要檢查多個因素。在選擇 UPS 作為備用電源時,需要考慮所需保護的設備負載大小、位置和關鍵性以及預算等關鍵因素。
UPS 系統的三種主要配置類型是在線雙變換式、在線互動式和離線式(也稱為后備式、備用電池式)。這些 UPS 系統是根據電源在裝置中的轉換方式而分類的。
在線雙變換式
交流電源在生成時既穩定又不含雜質。但在傳輸和配電過程中,會出現電壓驟降、突增和完全故障,進而可能會中斷計算機的運行、造成數據丟失且設備損壞。在保護關鍵 IT 負載方面,只有在線雙變換技術才能完全保護網絡免受所有此類電源問題的影響,為網絡提供最高水平的安全性。
在線 UPS 系統通常也被稱為雙變換系統,因為其輸入電源轉換成了直流電 (DC),然后轉換回交流電。這種直流電轉換為交流電/交流電轉換為直流電 (AC-DC/DC-AC) 的設計為負載與不穩定市電之間提供了更為有效的隔離。
在線 UPS 輸入交流電源后,使用整流器將其轉換為直流電,從而通過逆變器為電池和已連接的負載供電,因此無需使用電源轉換開關。如果主交流電供電失敗,整流器在電路中停止工作,電池會為連接到 UPS 的設備供電。當交流輸入電源恢復時,整流器重新開始承擔大部分負載,并開始為電池充電。
由于電源不斷通過在線 UPS,因此輸出的電流是完美的正弦波。這種類型的 UPS 可保護關鍵負載,免受幾乎所有電源干擾,包括細微的諧波和波形畸變。
這意味著在線 UPS 提供的電源質量明顯優于其他技術。離線和在線互動式技術通過削峰和削谷、提高功率或切換到備用電池的方式來降低峰值、電涌和電壓驟降的影響。然而,在正常的電正弦波軌跡中,大多數電源波動不受干擾。在線 UPS 重新生成正弦波,而不僅僅是對原始市電電源進行調節。
在線 UPS 為設備提供連續、高質量的交流電源,在傳輸到電池時不會中斷,從而保護設備免受由于停電、限電、電壓驟降、電涌或噪音干擾而造成的幾乎所有電源干擾。真正的在線雙變換 UPS 可提供 100% 的電源調節、到電池供電的零轉換時間、輸出電壓保持不變以及比在線互動裝置更出色的瞬變抑制。
在線雙變換式是最常見的 UPS 運行模式,其通過始終為負載提供最高水平的電源質量來保護大型數據中心。在線系統還能夠調節頻率,這對于備用發電機系統的使用來說至關重要,能防止發電機在啟動時的種種常見變化。
在線互動式
在線互動式 UPS 系統能提供電源調節和備用電池功能。這種技術在很少發生停電、但常常出現電源波動的應用中尤其有效。在線互動式 UPS 系統可處理在切換到備用電池之前的范圍較大的輸入電壓波動。
除了備用電池功能外,與離線式系統相比,在線互動式 UPS 還能更好地控制電源波動。在線互動式 UPS 的關鍵優勢是升壓電路和 UPS 支持的輸入電壓范圍。范圍越大,您將享有的保護就越全面。
當轉移至備用電池時,在線互動式 UPS 技術在調節電源時會產生 4-6 毫秒的電源中斷,這能夠防止網絡中遇到的最常見電源問題。UPS 還會監控電壓電平,并平衡欠電壓和過電壓。這種技術在提供合理保護和選擇適度運營成本之間的提供了良好的平衡。
在在線互動式 UPS 中,逆變器具備部分輸出功能,并始終處于開啟狀態。逆變器可在交流輸入正常時反向工作,為電池充電,而在輸入故障時切換至電池電源,從而提供濾波和電壓調節。在線互動式 UPS 系統依靠電池來調節電源,因此與通過雙變換過程調節電源的在線 UPS 系統相比,這種類型的系統耗盡電池的頻率更高。
當交流輸入電源發生故障時,裝置的轉換開關打開,電源電流從電池流向 UPS 輸出端。與備用式 UPS 相比,在逆變器始終處于開啟狀態且連接到輸出端時,在線互動式 UPS 提供額外的濾波功能,并減少瞬態狀態變化。在線互動式 UPS 系統通常用于 5000VA 以下的機架安裝式應用。
離線式/備用式/備用電池式
離線式 UPS,也稱為備用式 UPS 或備用電池式,是非常劃算的選擇。出色的離線式 UPS 系統可快速切換到電池,避免電源異常,安全度過短時間的斷電。離線式 UPS 可抵御大多數電壓突增,但在電壓發生輕微下降和電涌時無法完美地維持電源。
離線式 UPS 質量的關鍵是設備在切換到備用電池之前將要經歷的電源范圍。范圍越大,電池消耗越少,斷電時可用的備用時間越多。UPS 切換到備用電池的次數越多,電池壽命就越短。
離線式 UPS 技術通過防止過壓,幫助平穩渡過 90% 以上的斷電,從而避免大部分電力尖峰。離線式 UPS 系統直接讓市電交流電通過裝置,經由轉換開關,到達與被保護負載相連接的輸出點。
當輸入電源發生故障時,內置電池和逆變器(將電池的直流電源轉換為交流電)被激活,并由轉換開關連接到輸出端。轉換到備用電池時,一般會有 6-8 毫秒的斷電時間。
此技術是 1500VA 以下設備的理想選擇,如小型辦公室、個人家用計算機和其他不太重要的應用。對于那些需要較低功率容量且有成本要求的應用來說,離線式 UPS 是個不錯的選擇。離線式 UPS 技術能夠為臺式設備、游戲機、工作站、無線網絡和其他電子設備提供備用電源保護。在停電期間,它能夠提供足夠的運行時間,以保存正在處理的工作并按序將設備關機。除了電源備份,大多數離線式 UPS 系統還提供基本的電涌保護。