了解UPS電源
UPS是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接,通過逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備等提供穩(wěn)定不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時,UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用,此時的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器,同時它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷(事故停電)時,UPS立即將電池的直流電能,通過逆變器轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電,使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟硬件不受損壞。UPS設(shè)備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)。
UPS的可靠性
UPS的可靠性更多有賴于電源系統(tǒng)的整體設(shè)計,而并非UPS本身的設(shè)計。而最終提高UPS可用性的辦法無疑就是將包括UPS和整個電源保護(hù)方案在內(nèi)的整體修復(fù)時間縮至最短,將冗余擴(kuò)至最大。
一直以來,MTBF(平均無故障時間)是UPS生產(chǎn)廠商用來測量和說明UPS可靠性的關(guān)鍵度量指標(biāo)。不過,用MTBF來預(yù)測UPS的可用性實際上卻難具說服力。
為了說明這一點(diǎn),來舉一個例子,假設(shè)一臺UPS的MTBF是200000h,非專業(yè)人士可能簡單地以為該設(shè)備可以無故障運(yùn)行200000h(約為23年)。但是,事實上UPS生產(chǎn)廠商不可能也不會對產(chǎn)品進(jìn)行為期23年的無故障運(yùn)行測試。相反,他們只是根據(jù)UPS組件的預(yù)計使用壽命先行計算出一個MTBF值。然后,在其出貨量增長到具有統(tǒng)計學(xué)意義時,會根據(jù)這批設(shè)備實際的性能數(shù)據(jù)替換到某些初步的預(yù)估值,這些修正后的數(shù)據(jù)可能存在誤導(dǎo)性。比如,假設(shè)2500臺UPS在5年的研究期內(nèi)運(yùn)行良好,那么得到的MTBF值可能會相當(dāng)高。但是如果這些系統(tǒng)中有一個組件的使用壽命只有6年,那么在5年研究期過后的一年,它們中的90%可能會發(fā)生故障。
UPS設(shè)計的分類
1、后備式UPS的電源通路
當(dāng)UPS檢測到停電故障時,后備式UPS可以切斷IT設(shè)備(lTE)的市電供電,為系統(tǒng)提供電源保護(hù)。不過,一些備用電源系統(tǒng)會在過壓或欠壓時提供局部的電源保護(hù),對電池電源的使用較為有限?梢,雖然后備式UPS可提高效率和降低成本,但有時提供的電源保護(hù)并不全面。
2、互動式UPS的電源通路
互動式UPS通常視情況適度調(diào)節(jié)電壓之后,再對受保護(hù)設(shè)備供電。不過,互動式UPS必須使用電池電源來防止各種頻率異,F(xiàn)象和停電'清況。
3、雙變換式UPS的電源通路
雙變換式UPS可以將關(guān)鍵負(fù)載與市電電源完金隔絕,從而確保為IT設(shè)備提供潔凈、可靠的電力。雙變換式UPS比后備式UPS和互動式UPS更耗能,因此它們在數(shù)據(jù)中心或設(shè)備內(nèi)的散熱量更高。
如何提高UPS可靠性
1、添加并聯(lián)電池組
使用單組串聯(lián)電池的UPS對正常供電負(fù)載的風(fēng)險會大大增強(qiáng)。如果串聯(lián)申的電池其中一只出問題,就會影響整個電池組放電,從而導(dǎo)致UPS無法正常供電。如果在UPS上再并聯(lián)一個電池組的話,假設(shè)其中一組電池組發(fā)生故障,那么UPS仍可由另一級組常的電池組供電一段時間,從而有時間連接備用發(fā)電機(jī)供電或者從容關(guān)閉負(fù)載設(shè)備。
2、安裝柴油發(fā)電機(jī)
電池供電只能解決一時的燃眉之急。如果面臨長時間的斷電情況,即使使用了最長時效的電池組可能也是"有心無力"。因此,在長時間停電的情況下,使用柴油發(fā)電機(jī)作為備用供電電源較為理想力口。
3、通過并聯(lián)安裝UPS提高可用性
冗余的設(shè)計邏輯不僅適用于電源保護(hù)方案,同樣亦適用于UPS設(shè)計。在電源設(shè)計申構(gòu)建多條電源通路能夠從根本上提高系統(tǒng)的可靠性。
電源供應(yīng)鏈的最終性能受限于其中最弱的一環(huán)。因此,在供應(yīng)鏈的每一點(diǎn)上添加多個冗余可以提高其整體的可靠性。因此,最可靠的輸電系統(tǒng)通常包括從總電源至用電負(fù)載的多條相互獨(dú)立的電源通路,相互盡可能避免重疊。采用冗余配置的電源系統(tǒng),當(dāng)組件發(fā)生故障或者進(jìn)行例行維護(hù)時郡不會導(dǎo)致IT設(shè)備關(guān)閉。 |