隨著時(shi)間的(de)(de)推(tui)移，業內的(de)(de)UPS產(chan)品類型逐漸增(zeng)多。不同類型的(de)(de)UPS適合不同的(de)(de)用途(tu)，沒有一種(zhong)類型的(de)(de)UPS 適合所有的(de)(de)應用領域(yu)。

現在，APC白(bai)皮書對于每(mei)種(zhong)UPS類型都給(gei)出(chu)了明確的(de)定義，深入分析每(mei)種(zhong)系(xi)統(tong)的(de)實(shi)際應(ying)用，并列出(chu)各種(zhong)系(xi)統(tong)的(de)優缺點。借(jie)助于這些信息，您可(ke)以(yi)做出(chu)明智的(de)決(jue)策(ce)，選(xuan)擇適合自己需要的(de)UPS拓撲(pu)結(jie)構。

UPS 類型

后備式

在線互動式

后備式-鐵磁共振

雙轉換在線式

Delta 轉換在線式

后備式UPS

后備(bei)式(shi)UPS是用(yong)于(yu)個人計(ji)算機的(de)最常見的(de)類型(xing)。在圖(tu)1 所示(shi)的(de)結構圖(tu)中，轉(zhuan)換(huan)開關設置(zhi)為(wei)(wei)選擇濾(lv)波(bo)后的(de)交流(liu)輸入(ru)作(zuo)為(wei)(wei)主電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(實線(xian)路徑(jing))，一(yi)旦主電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)出(chu)(chu)現故(gu)(gu)障，就(jiu)會切換(huan)到電(dian)(dian)池/逆(ni)(ni)變(bian)(bian)器作(zuo)為(wei)(wei)備(bei)用(yong)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。一(yi)旦發生這(zhe)(zhe)種情(qing)況，轉(zhuan)換(huan)開關必(bi)須進行操作(zuo)，將(jiang)負載(zai)切換(huan)到電(dian)(dian)池/逆(ni)(ni)變(bian)(bian)器備(bei)用(yong)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)上(虛線(xian)路徑(jing))。逆(ni)(ni)變(bian)(bian)器只在電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)出(chu)(chu)現故(gu)(gu)障時才啟動，因此稱作(zuo)"后備(bei)式(shi)"。這(zhe)(zhe)種設計(ji)的(de)主要優點(dian)是效率高、尺寸小和成本低。如果(guo)采用(yong)適宜的(de)濾(lv)波(bo)電(dian)(dian)路和浪(lang)涌(yong)(yong)保護電(dian)(dian)路，這(zhe)(zhe)些系(xi)統還(huan)可以提供適當的(de)噪聲過濾(lv)和浪(lang)涌(yong)(yong)抑(yi)制(zhi)功(gong)能。

在線互(hu)動式 UPS

在(zai)(zai)線互動式UPS是(shi)用(yong)于(yu)小企(qi)業、網站(zhan)、部門(men)服務器的(de)最常見的(de)設計(ji)。在(zai)(zai)此設計(ji)方案中，電(dian)池(chi)到 交(jiao)流電(dian)源的(de)轉換器(逆(ni)變器)始終連接(jie)到UPS的(de)輸(shu)出端。如果在(zai)(zai)輸(shu)入交(jiao)流電(dian)源正常時反向操作(zuo)逆(ni)變器，就會給電(dian)池(chi)充電(dian)。

一旦(dan)輸入(ru)電源(yuan)出(chu)現故(gu)障，轉換(huan)開關就會打開，并通過電池向UPS輸出(chu)端供(gong)電。與(yu)后備(bei)式 UPS拓撲(pu)結構(gou)相比(bi)，由于逆變(bian)器始終打開且與(yu)輸出(chu)端保持連(lian)接，這種設計進一步增(zeng)強了(le)濾(lv)波效果(guo)，并降低了(le)轉換(huan)瞬態過電壓。

后備式-鐵磁共振 UPS

后(hou)備式-鐵(tie)磁共(gong)振 UPS 曾經是功率范圍 3-15kVA 的(de)應用(yong)領域中使用(yong)最廣泛(fan)的(de) UPS 類型。此設計依賴于(yu)一個(ge)特殊的(de)飽(bao)和變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)，該變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)具有三個(ge)線圈(電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)連接)。主電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)路徑(jing)通過交流輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)、轉換(huan)開關和變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)，最后(hou)連接輸(shu)(shu)出端。當電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)出現故障(zhang)時，轉換(huan)開關將打開，逆(ni)變(bian)器(qi)(qi)將向(xiang)輸(shu)(shu)出負(fu)載供電(dian)(dian)(dian)。

在(zai)后(hou)(hou)備(bei)式(shi)-鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)共(gong)(gong)振設計方案中，逆變(bian)器(qi)(qi)處于(yu)后(hou)(hou)備(bei)式(shi)模式(shi)，當(dang)輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)源出(chu)現(xian)故障且(qie)轉換開關打開時，逆變(bian)器(qi)(qi)才 被激活。這(zhe)種(zhong)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)具有(you)特殊的(de)(de)"鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)共(gong)(gong)振"功(gong)能(neng)(neng)，它能(neng)(neng)夠(gou)提供有(you)限的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)調(diao)節和輸(shu)(shu)出(chu)波(bo)形"修整"功(gong)能(neng)(neng)。鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)共(gong)(gong)振變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)提供的(de)(de)對交流電(dian)(dian)源瞬態過電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)保護與任何濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)一樣，甚至更(geng)好。但鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)共(gong)(gong)振變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)本身(shen)會產(chan)生嚴重(zhong)的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)失真和瞬態過電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，這(zhe)可能(neng)(neng)造成(cheng)比(bi)交流電(dian)(dian)源連接不(bu)當(dang)更(geng)嚴重(zhong)的(de)(de)后(hou)(hou)果。即使這(zhe)種(zhong)UPS被設計為后(hou)(hou)備(bei)式(shi)UPS，鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)共(gong)(gong)振變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)也(ye)會由(you)于(yu)其本身(shen)的(de)(de)低效(xiao)率而產(chan)生大(da)量的(de)(de)熱量。另(ling)外，這(zhe)些變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)比(bi)常(chang)規的(de)(de)隔離變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)體(ti)積大(da)，因此后(hou)(hou)備(bei)式(shi)-鐵(tie)(tie)磁(ci)(ci)共(gong)(gong)振UPS通常(chang)非常(chang)龐(pang)大(da)和笨重(zhong)。

雙轉換在(zai)線式 UPS

這是 10kVA 以上功率范圍的電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)最常(chang)用的UPS類型，除了主電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)路徑是逆變器(而非交流(liu)主電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan))外，其(qi)余與后備式設計相同。

在(zai)雙轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)在(zai)線式設計中，輸(shu)(shu)入交流電(dian)(dian)發生故(gu)障(zhang)并不(bu)會(hui)激活轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)開(kai)關，因為輸(shu)(shu)入交流電(dian)(dian)一(yi)直在(zai)給備(bei)用(yong)電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)，而由備(bei)用(yong)電(dian)(dian)池向輸(shu)(shu)出逆變器供電(dian)(dian)。所以，在(zai)輸(shu)(shu)入交流電(dian)(dian)源(yuan)出現故(gu)障(zhang)時(shi)，無需時(shi)間進(jin)行(xing)在(zai)線運(yun)行(xing)狀態轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)。

在(zai)這(zhe)一設(she)計中，電池充電器(qi)和逆變器(qi)將轉(zhuan)換全部的負載功率，并由于產生了更(geng)多(duo)的熱(re)量而導致效(xiao)率降(jiang)低。

這(zhe)種 UPS 提供(gong)了非常理想(xiang)的(de)供(gong)電(dian)輸(shu)出性(xing)能。這(zhe)一設(she)(she)計的(de)可(ke)靠性(xing)高于其他設(she)(she)計，但功率(lv)部件的(de)持續耗損(sun)降(jiang)低了這(zhe)種可(ke)靠性(xing)，而且(qie)在UPS的(de)整個生(sheng)命周期成本中，由于電(dian)源效率(lv)低下而消耗的(de)電(dian)能占據了很(hen)大一部分。此(ci)外，大型電(dian)池充電(dian)器獲得的(de)輸(shu)入電(dian)源通常是非線性(xing)的(de),可(ke)能對建(jian)筑供(gong)電(dian)系統產生(sheng)干(gan)擾或導致(zhi)備用發電(dian)機發生(sheng)故障。

Delta 轉換(huan)在線(xian)式 UPS

這(zhe)是10年前(qian)引入的(de)(de)技術，它(ta)克服了雙轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)在線(xian)(xian)式(shi)(shi)(shi)設(she)計的(de)(de)缺點，適(shi)用于功率范(fan)圍(wei) 5kVA 到 1.6MW 的(de)(de)應用領(ling)域。與雙轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)在線(xian)(xian)式(shi)(shi)(shi)設(she)計相似，Delta 轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)在線(xian)(xian)式(shi)(shi)(shi)UPS始(shi)終由逆(ni)變(bian)器(qi)提供(gong)負載電壓。然而，附加的(de)(de)Delta 轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)也(ye)向(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)輸出(chu)(chu)供(gong)電。在交流電源出(chu)(chu)現(xian)故障或受到干擾的(de)(de)情況下，這(zhe)種設(she)計所表現(xian)出(chu)(chu)的(de)(de)行為與雙轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)在線(xian)(xian)式(shi)(shi)(shi)設(she)計完(wan)全相同。

UPS 類型總結

下(xia)表介紹了不同UPS類型的(de)(de)特征。UPS 的(de)(de)特性(如(ru)效率)是由(you)您(nin)選擇的(de)(de)UPS類型決定的(de)(de)。由(you)于技(ji)術應(ying)用和生產質量對于特性(如(ru)可(ke)靠性)的(de)(de)影響更大(da)，因(yin)此(ci)，除了考慮(lv)設(she)計特性之(zhi)外，還必須對以下(xia)因(yin)素進行評估。

各種類型(xing)UPS的(de)工業應用

隨著時間的推移，目前業(ye)內的UPS產品逐漸包括上述各種類(lei)型的設計。不同UPS類(lei)型具(ju)有(you)不同的特性，這使得它(ta)們能夠適用于不同的應(ying)用領域。APC 產品系列反(fan)映(ying)了(le)這種多樣性，如下表所示：

不(bu)同(tong)(tong)類型(xing)(xing)的(de)(de)UPS適合不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)用途，沒(mei)有一種(zhong)類型(xing)(xing)的(de)(de)UPS適合所(suo)有的(de)(de)應(ying)用領域。本(ben)文的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是比較目(mu)前市場上不(bu)同(tong)(tong) UPS 拓撲結(jie)構(gou)的(de)(de)優缺點。

UPS設(she)計方(fang)面的重大差異針(zhen)對不同目標(biao)提供(gong)了理論上和實(shi)際應(ying)用方(fang)面的優勢。然而(er)，基(ji)本的設(she)計實(shi)施(shi)質量和 制造質量對于客戶在實(shi)際應(ying)用中(zhong)所獲得的最終性能起著決(jue)定性作用。

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