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新一代無變壓器不間斷電源(UPS)

2011/5/11 10:15:56   電源在線網
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    新一代無變壓器不間斷電源(UPS)的誕生讓人們的腦海中出現一個問題,那就是這兩種類型的UPS各有何優缺點。注意,本文對比的是無變壓器UPS與自身帶有內部變壓器的三相雙轉換單元。

    在過去的五到七年里,無變壓器UPS一直統治者小型三相(3萬伏安及以下)市場。相比于上一代有變壓器的UPS來說,無變壓器的UPS體積更小、更輕,而且成本也更低。這種設計的額定功率很快地上升到10萬伏安,隨之又達到30萬伏安。若是用于多模塊系統,甚至可以達到100萬伏安或更高。 

    IGBT與無變壓器UPS 

    這里,我們先回顧一下以前的歷史:以往的UPS是基于SCR逆變器(inverter)技術的,它不是開就是關,需要有內部變壓器才能工作。因此,當時所有這種UPS實際上都是帶有變壓器的。后來,隨著IGBT(絕緣柵雙極晶體管,insulated-gatebipolartransistor)技術的出現,這一狀況得到了改變。IGBT就是無變壓器UPS得以存在的核心技術。如今,基于IGBT的UPS逆變器利用高頻脈寬調制(pulse-widthmodulation)重新產生一個幾乎純正弦的波形,從而省去了笨重的輸出變壓器或龐大的鐵芯輸出過濾器。

    20世紀幾十年代,無變壓器的設計開始出現在小型UPS上,2000年逐漸成為了主流設計。早期的UPS設計依賴于一個輸入變壓器,把低壓的輸入電流升高然后輸入到UPS.新的UPS設計利用了IGBT,還可以更有效地將交流電轉化為直流電輸入UPS.這有利于DC總線和逆變器保持一個穩定的輸出電壓。 

    無變壓器UPS與有變壓器UPS誰的效率更高? 

    在數據中心領域,傳說只有兩件事是最重要的:可靠性/可用性和眾所周知的“5個9”(即99.999%)。有些廠商和用戶以為,基于變壓器的UPS更耐用,因此可靠性更高。 

    如今,人們的能源意識越來越強,都希望擁有更省電的UPS.而變壓器,天生就是個浪費電的料。因此,從變壓器的角度來看,無變壓器的系統肯定要更省電。陳舊的變壓器會浪費2%到3%的電量,有時甚至更多。最近,由于TP-1-rated變壓器的出現,這個浪費比例能降低到約1.5%到2%.但是,在24/7工作制、包含很多關鍵任務的數據中心,能量效率并是一個首要考慮的問題--相比可靠性和可用性而言。 

    當然,如果不從實際出發,考慮實際可用的產品和市場,光從理論上分析二者的技術區別是毫無意義的。除了兩大陣營之間的技術爭論之外,有時還涉及到個人喜好問題。很多時候,選誰不選誰都是由某位特定的工程師或最終購買決策人來定的。 

    那么,你是一個變壓器“支持者”還是一個變壓器“反對者”呢?這是否僅僅是一個觀點的分歧而已呢?這兩種UPS到底有沒有巨大的差異呢?各有何優勢? 

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