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交流输出电压的U/A(简称AG-UPS)供电系统存在的主要问题是如何有效地提高系统的可靠性,可靠性不高是AG-UPS设计理念造成的,而AG-UPS设计理念的结症又可归结为备职能源配置方法问题,备用能源(蓄电池)要经过UPS设备中最薄弱环节——逆变器才能向负载供电,这是造成UPS系统必须经过两次变换能源、系统中存在着负载和UPS本身两个谐波源、系统过于复杂、结构臃肿、成本不断攀升、效率较低、可靠性难以有效提高的根本原因,文中从UPS技术发展过程讲述为什么早期的IT设备要交流电压供电:AC—UPS系统结构存在的问题;UPS直流输出的可行性和性能优势以及直流电压输出的UPS(简称DC—UPS)设计和应用中面临的技本难题等。
1 IT设备供电系统结构的变化
电网电压提供的是交流380V/220V,50Hz,而IT设备逻辑电路用的是直流低电压,这是两个不可改变的事实。为IT设备供电的电源设备自然是完成两种制式电压的转换。计算机开始产业化至今已有60多年历史,在这漫长的过程中,供电电源也经历了几个变化阶段,促成并决定这些变化的最根本的因素是组成电源设备的功率半导体器件的技术进步。图1显示了这个过程。
2.1 AC-UPS供电系统存在的问题
(1)系统可用性问题
系统复杂、单路径故障点多、设备可靠性差、维护难度大等。
(2)系统电流谐波干扰问题
系统中存在两个谐波源——负载开关电源和UPS输入AC/DC变换器。对电网和系统本身形成干扰、增加滤波设备、降低输入功率因数和能源利用率,对零、地线系统提出苛刻的要求等。
(3)系统成本和能源消耗问题
能源经过两次转换和设备能源利用率较低等降低了系统运行效率、系统复杂性提高了购置成本和运行成本、电流谐波的存在需增大滤波设备、输入功率因数的低下降低了系统设备容量和能源输入的利用率。
(4)系统的灵活性和可扩展、变更问题
以计划容量一次性投入,难以变更和扩展,缩短了系统生命周期。
(5)系统使用维护难度问题
要求较高的维护水平,多家供应商且产品非标准化使故障修复困难。
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