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从技术上讲,静态式UPS分为三类:离线式(OFF LINE)、在线式(ON INE)和在线互动式(ON LINE INTERACTIVE)。一般来说,这种UPS主要有两种工作状态,分别工作于不同的市电环境下。当市电正常时,(指UPS可以接受、认可的电压幅值、频率和波形比负载接受的范围要大),由市电通过UPS给负载供电。UPS对市电进行滤波、稳压和稳频调整后,提供给负载更加稳定和洁净的电源。同时,UPS通过充电器把电能转变为化学能储存在电池中。当UPS侦测到市电异常时,切换到电池供电,通过逆变器(INVERTER)把化学能转变为交流电能,供给负载,以保证对负载的不间断电力供应。这种UPS还有一种旁路(BYPASS)工作状态,它在刚开机或机器故障时,可以把输入经高频滤波后直接输出,保障对负载的供电。
1、 在线式和后备式
从工作原理上分山特UPS可分为后备式(OFF LINE )和在线式(ON LINE )两种。从备用时间上则可分为标准型和长效型两种。
从原理上看,在线式UPS同后备式UPS的主要区别在于,后备式UPS在有市电时仅对市电进行稳压,逆变器不工作,处于等待状态,当市电异常时,后备式UPS会迅速切换到逆变状态,将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电,因此后备式UPS在由市电转逆工作时会有一段转换时间,一般小于10ms,而在线式UPS开机后逆变器始终处于工作状态,因此在市电异常转电池放电时没有中断时间,即0中断。
2、 在线互动式
UPS除了以上两种类型外,还有一种称为在线互动式(Line-Interactive),如山特的Inter系列。所谓在线互动式UPS,是指在输入市电正常时,UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电,在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作,将电池组电压转换为交流电输出,因此在线互动式UPS也有转换时间。
同后备式UPS相比,在线互动UPS的保护功能较强,逆变器输出电压波形较好,一般为正弦波,而其大的优点是具有较强的软件功能,如山特Inter系列UPS随机带有监控软件,可以方便的上网进行UPS的远程控制和智能化管理。
3、 标准型和长效型
除了以上三类,根据后备时间,UPS还可分为标准机和长效机。标准机用内置电池,后备供电时间较短,一般在5-15分钟。长效机则可根据用户需要,增大电池容量配置,延长后备时间。但这要求更大的充电器来满足电池充电电流和充电时间性的需要,因此厂商在设计时会放大充电器容量或加装并联的充电器。
从备用时间来分,UPS可分为长效型和标准型两种。一般来说,标准机机内带有电池w组,在停电后可维持较短时间的供电(一般不超过25分钟);长效机机内不带电池,但增加了充电器,用户可以根据自身需要配接多组电池以延长供电时间。
集中式UPS
集中式支持架构包含一套或两套大型UPS,装设位置在服务器机房周边、整排服务器的端点或是邻近服务器的一处独立地点。集中式UPS就像是围绕着组织整体网络的巨大电源保护网。
1、 可靠性
对大公司而言,一般小型分布式UPS单相电源保护装置很难满足其自身需求。集中式UPS的设计以高密度服务器硬件的需求为出发点,由于这些硬件通常使用三相电源,其UPS当然也是越坚固耐用越好,以便这类UPS同时对单相及三相负载提供保护。如今,服务器的功率越来越高,但更高的温度会大幅缩短UPS电瓶的寿命。远距离配置的集中式UPS会保护其电瓶,从而延长电瓶寿命周期,并减少费时伤财的电瓶更换频次。
2、 稳定输出及增加空间利用
集中式UPS通常是联机运作的双转换架构,可提供较高稳定度的功率曲线,并能消除大多数的电力中断(如尖波、失真、电压突波)。另一方面,分布式UPS的设计是为应对电源的变动(通过互动线路架构),这意味着异常状态会被传递到终端装置。再者,集中式备份架构中的UPS与服务器机架分开,因而可空出宝贵的空间供服务器硬件使用。
3、 改善经济规模
为了增加分布式备份架构的容量,数据支持人员必须为每个服务器机架人工增设额外的UPS,这在大型企业内会是极为繁琐且无效率的作业。除了会减少可供服务器硬件使用的宝贵机架空间外,这种架构也使得数据技术人员需要监控及维修的设备倍增。而集中式UPS建立冗余容量仅为单一步骤程序,可大幅节约作业的时耗。
4、 缺点:能源效率差及成本问题
使用集中式UPS需要较大的占地面积,且其规划、安装、设置、测试及启用所需协调作业相对繁琐。多数公司选择使用集中式UPS时往往高估所需。而由于企业过度估计集中式UPS的所需容量所浪费的能量几乎高达25%。这种最常见的状况所产生的过度“能源”相对出现过度“热量”,从而加重数据中心的冷却系统需求,造成能源成本高涨。这类UPS常需使用专用空调系统才能管控其额外的能(热)量输出。除数据中心额外增加的冷却需求所致的成本外,集中式UPS的价格也大幅高于其较轻量的对手——分布式UPS。