UPS不间断电源如何选择（在关键数据中心中应用的UPS）

数据中心应用需要可靠的电源。本文将帮助您了解有关数据中心不间断电源的更多信息。

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数据中心是互联网的核心。为确保此信息在100％的时间内可用，数据中心的设计旨在实现最高的可靠性。

数据中心

不间断电源（UPS，uninterruptible power supply ）是每个数据中心使用的一个设备，以确保服务器和所有敏感的计算设备不会受到电力线干扰和电能质量问题的影响。

诸如服务器和路由器之类的计算设备都依赖于内部电源来提供运行处理器和外围设备所需的经调节的DC电力。这些电源只能在计算设备变得易于关闭或过载之前处理电源电压的某种变化。

信息技术产业委员会（ITI）创建了一条曲线和应用说明，描述了典型信息技术设备可以容忍的输入电压范围。它被称为ITI（CBEMA）曲线。

ITI（CBEMA）曲线。来自Keysight的图片

应用笔记定义了ITI曲线描述的七种电能质量事件。例如，曲线显示大多数设备能够承受高达20 ms的电压降。 UPS设计用于确保计算设备的输入电压在“功能区域无中断”的电压范围内。

有几种类型的不间断电源，将在下面定义，但所有UPS系统都将使用以下组件。

整流器：整流器将输入交流电转换为直流电。该DC电力将用于馈送能量存储系统。

储能器：每个UPS都会使用某种类型的系统来存储输入电源故障时的能量。这种能量可以以电池，飞轮或超级电容器的形式来存储，并且允许UPS提供不间断的电力。

逆变器：逆变器将来自整流器或储能系统的直流电转换为负载使用的所需交流电。

一个示例UPS的基本系统配置，伊顿E系列DX三相UPS。

备用UPS有待机/离线两种模式：在正常操作期间，输入功率直接馈送到输出负载而没有滤波。当检测到断电时，固态开关用于将负载转移到电池电源。

Line Interactive：与备用UPS类似，但能够根据过压和欠压情况调整输出，而无需切换到电池。当检测到断电时，固态开关用于将负载转移到电池电源。

在线/双转换：在线UPS使用双转换电力电子设备。在此拓扑中，电池系统始终处于连接状态，无需切换到备用电源。正常运行的功率流是通过整流器，能量存储系统的充电，以及通过逆变器。

关键数据中心通常会使用在线双转换UPS系统。

我们已经知道在线UPS将配备整流器，储能系统和逆变器。为了进一步提高系统的可靠性，还将包括一个内部自动静态转换开关，以便转移到旁路电源上。如果在UPS内检测到问题或故障，将自动进行转移。

关键数据中心的UPS系统也使用外部维护旁路。这是一个开关设备，允许手动将关键负载从UPS转移到旁路电源。手动转移到外部旁路电源可以完全移除电源，以便在UPS内部进行安全的维护工作。

高正常运行时间需要UPS冗余备份

为了满足数据中心的高正常运行时间要求，UPS系统通常部署冗余。

N 1冗余

让我们将“N”定义为处理总负载所需的全部UPS容量。对于简单冗余，安装了额外的模块。

在这种“N”多模块系统中，每个UPS都能够提供所需的功率。这被称为N 1冗余。

2N冗余

企业级IT设备通常支持双电源操作。该设备可以连接到多个电源。在数据中心，这两个电源来源将是独立的UPS系统。 “A侧”和“B侧”可以供给计算机设备。每一方都能够处理100％的负载能力。这被称为2N冗余。

2（N 1）冗余

这两个概念也可以结合起来。例如，具有2N冗余配电系统。而不是每侧的单个模块UPS，将有多个模块。这在每一侧提供N 1冗余。这被称为2（N 1）冗余。

无变压器多级UPS拓扑

如今，部署在数据中心的最先进的UPS系统使用无变压器的多级拓扑。拓扑结构可确保最高的可靠性和效率。

制造商也开始使用宽带隙晶体管，如碳化硅（SiC）。这在双转换模式下将UPS系统的效率提高了98％。

随着互联网使用日益增加，越来越多的数据中心正在建设中。 UPS系统是确保数据中心内的每台计算机始终运行的核心。

下次当您播放您喜爱的节目时，请记住所有信息所需要的电能都是通过不间断的UPS提供的。

（完）