科士达ups电源高频和工频UPS的优缺点

从其发展历史来说，硕天UPS经历了两个阶段:旋转式UPS和静态变换式UPS。
旋转式UPS由整流器、电池、直流电动机、柴（汽）油机、飞轮和发电机组成。在市电供电情况下，电动机带动飞轮和发电机给负载供电；当断电后，由于飞轮的惯性作用，会继续带动发电机的转子旋转，从而使发电机能持续给负载提供电源（电能-动能-电能），起到缓冲的作用，同时启动柴（汽）油机。当油机转速与发电机转速相同时，油机离全器与发电机相连，完成从市电到油机的转换。这是UPS的较早形式，尽管其维护简单，也比较稳定，但系统庞大，操作不便，而且效率低，噪声大，电力品质不高，技术条件的限制迫使人们不得不采用这种最简单的解决方案。

随着电脑网络、医疗器械和精密仪器的不断涌现和大量应用，旋转式UPS已难以满足要求。因此随着电力电子技术的发展，另一种形式的UPS---静态变换式UPS便应运而生了，这是我们目前最常见到的UPS类型。

从技术上讲，静态式UPS分为三类：离线式（OFF LINE）、在线式（ON LINE）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。硕天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

从工作原理上分硕天UPS可分为塔式式（OFF LINE ）和机架式（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，硕天在线式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，因此硕天后备式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

硕天UPS除了以上两种类型外，还有一种称为在线互动式（Line-Interactive）。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，而其最大的优点是具有较强的软件功能，

3、标准型和长效型

除了以上三类，根据后备时间，硕天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，硕天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。

如果市电出现故障，硕天UPS电源对于数据中心的作用则至关重要，因为其所提供的保护远远超出其本身提供电源的作用。通常情况下，来自重工业设备的干扰源可能会影响输入电源的质量，导致交流电源的波形畸变。而UPS电源设备可以防止这些干扰传送到数据中心的敏感信息通信技术设备，因此这些干扰不仅能够使IT系统性能下降，而且有可能永久性地损坏硬件设备，导致数据损坏和丢失，并严重影响组织的声誉。

本文将讨论数据中心可能遇到的主要中断问题，以及硕天UPS和相关设备如何防止这些中断造成危害。图1列出了对输入电源的一些干扰和影响。

电源干扰类型

电源尖峰是叠加在交流电源波形上的短时间的极高电压，可能会破坏电气和电子设备。它们可能是由于雷击，大电流设备的切换，电力公司的负载切换，甚至恒温器故障所引起的。

由于电源线和地线之间的干扰，电气噪声可能是共模的。否则由于相线之间或相线对中性线的干扰，它可能是正常模式，其原因包括雷击，负载切换，电缆故障和附近的射频设备。

进入地线的高频噪声会影响使用供电系统接地的敏感电子电路的参考点，可能导致计算机宕机并损坏数据。

浪涌是瞬间出现超出稳定值的峰值电压，通常在大负载关闭后出现，或在变电站进行负载切换之后出现。这个相对长的持续时间可能导致计算机开关电源组件的劣化，并导致过早失效。

电压下陷是指低于额定值的低压，并且持续时间可能是一个或数个周期，其状态与电源尖峰相似，只是反向的，但持续时间更长。通常，大负载切换或旋转机械启动会导致电压下陷，如果时间更长的话，则可能导致计算机重新启动。

谐波通常是由于正弦电压加载在非线性负载，基波电流发生畸变而产生的。受控整流器，开关电源或旋转电机等负载容易引起这种干扰，其典型的来源包括电脑，复印机，激光打印机和变速电机。另外，随着温度升高，谐波可能会导致电流不成比例的上升。这些可能导致部件故障，设备过热等问题。

数据中心的UPS供电系统

由于大多数电脑是由内部开关电源驱动的，随着机房设备中电脑数量的增加，逐渐产生了谐波相关的问题。在极端情况下，谐波产生的热量可能会破坏数据中心主要的中性线。

电压跌落的持续时间很长，其后果通常更严重。当市电不能满足当前的负载需求时，就会出现这种情况，而在极端情况下，这种情况将会持续数小时。

断电是电源完全失效，这是组织投资部署UPS电源的最主要的原因。如果没有UPS电源进行断电保护，其影响对于数据中心来说可能是毁灭性的。断电的原因主要包括供电线路故障，发生事故，雷暴，以及一系列其他问题。

                                                                     

硕天UPS和干扰保护:

为了保护数据中心设施免受上述干扰，数据中心业主将大多数选择在线式UPS而不是离线式UPS。在正常运行期间，硕天UPS电源首先对输入的电源进行整流，以获得直流电，为电池充电，然后将直流向逆变成交流电给负载供电。这意味着IT负载总是接收来自逆变器的稳压电压的调节电源，硕天UPS的转换阶段保护可以保护IT设备免受市电噪声和瞬变的影响。相比之下，离线式UPS在正常运行期间将未过滤的市电直接馈送给IT负载，使IT负载容易受到市电的各种干扰。

通过在供电线路中安装合适的滤波器和隔离变压器，可以显著降低射频噪声干扰和尖峰。其外部连接的组件也可以减少浪涌。这些措施包括在一些设备安装浪涌抑制滤波器，以及实施适当的电缆屏蔽和良好的接地。

令人关注的是，尽管只有几毫秒的电源中断，却可能导致一些设备或操作完全失败，而其他设备可能会经历几个电源故障的周期却没有什么影响。

     以上案例为例，我们建议用户定期安排专业人士上门维保，如蓄电池使用时间超出3年，建议尽快更换。因蓄电池大部分为铅酸材质，使用超过三年之后蓄电池内部液体会减少，蓄电池反应能力会下降，时间过长容易造成内阻加大，持续充电就有可能导致蓄电池短路从而出现蓄电池鼓包、漏液等现象，严重时可能会发生火灾。从而导致机房瘫痪造成不可弥补的损失，请广大用户悉知。

1.硕天工频UPS电源，用数字信号处理技术确保测量数据快速、灵活，从而产生快速的控制变量，确保对充电器及逆变的实时控制。

2.硕天工频UPS电源比硕天高频UPS电源具有更强大的短路保护能力及更强大的过载能力。

3.由于中国市电环境的极不稳定和易受到一些外部情况的*，所以对短路能力及过载能力的要求也更高。采用工频UPS电源，将极大地提高负载设备的安全性与稳定性。

二、硕天工频UPS电源硬件配置存在的优越性

1．从技术上，硕天工频UPS电源比高频UPS电源多增加了输入和输出变压器

(1).硕天工频UPS电源独有标配的输入/输出变压器，使电流隔离免受输入*。在工业环境中，有些外部设备是大的*输入，如泵、发动机等等。这些*容易造成电流波动，影响负载的安全，因此，电流隔离对于这领域尤为重要。

(2).硕天高频UPS电源为了降低产品成本则不含这些组件，相应的电流稳定性就不如工频UPS电源。

2．硕天工频UPS电源设备零部件设计的优越性

(1).硕天工频UPS电源的零部件可根据客户的规格和需要设计，每个零部件都能承受较高的额定功率且具有较长的寿命，旨在确保用户设备操作过程的安全与持久。

(2).硕天高频UPS电源在设计上旨在降低成本，所以其零部件仅符合最低的额定功率要求。

3．对工业的苛刻环境有极强的适应性

硕天工频UPS电源主要设计在苛刻的工业环境下使用，防护等级达到了IP54，而高频UPS电源不具备这种适应能力。

(1).硕天工频UPS电源设计的定位就是在工业环境中工作，如石化、电力、交通运输行业等等。应用于各种苛刻的工业室外环境，防止外部输入*，如高温、高湿、粉尘、震动、腐蚀、爆炸危险型气体及一些无法预测的环境。

(2).硕天工频UPS电源可适应高温环境0~55℃，相对湿度0%~95%，防尘、防雨水。诸如中国海洋石油公司，中国石化公司这样规模的大公司选择使用的工频UPS电源产品，就是因为它具备高可靠的苛刻工业室外环境适应能力。

(3).高频UPS电源不是专为工业环境设计，所以只能安装在清洁的、较安全的、可预测的环境中。如安装于空调房、低温、无尘等环境。

4．硕天工频UPS电源设备寿命的优越性

硕天工频UPS电源设计寿命超过20年，而高频UPS电源设计寿命为3~5年。

(1).根据工频UPS电源销售经验，许多设备都能正常工作15至30年

(2).硕天工频UPS电源的设计方向就是延长系统持续工作的寿命，以符合需要长寿命保障的一些应用领域，如石化厂或电站。所以，即便是工频UPS电源早期的投入较高频UPS电源大，但在20年以上的时间内其产品都无需要更换设备，而且备品备件在停产后的后备储存期也相对的比高频UPS电源长很多。

(3).硕天高频UPS电源设计寿命仅为3~5年，5年后设备就需要更换。而且备品备件的储备也极其有限。

5．方便的前端维护

硕天工频UPS电源系统自行维护时间很长，而高频UPS电源系统自行维护时间较短。

(1).硕天工频UPS电源设计有方便的前端维护，并可在系统停产后长时间的提供备品备件，方便维护。且工频UPS电源使用和维护服务期都超过20年。

(2).硕天高频UPS电源的购买、使用及更换时间相对较短。

三、硕天工频UPS电源输出的电源质量存在的优越性

1．工频UPS电源独有的输入输出变压器。使电流隔离免受输入*的同时，也将提高最终电源输出的质量。在像石化领域一类的恶劣工业环境中，输出电源质量的优劣，将直接影响整个工厂设备、人员的安全性及生产能力。

2．商务型的UPS电源并不具备上述组件，所以也不具备如此强大的功能。

四、工频UPS电源过载切换存在的优越性

强大的过载能力

工频UPS电源设计有强大的过载能力。当设备过载时，由于其具有的过载能力强，所以UPS电源切换至旁路运行的可能性很小。这将大大增加系统的安全性。因为当切换至旁路运行时，同则意味着负载不再由逆变器或蓄电池供电。

高频UPS电源的过载能力相对工频UPS电源较低，当发生意外过载时，容易由UPS电源切换至旁路运行，这将会把系统置于一个极不稳定的状态，增加了旁路开关因瞬时过载而跳闸的可能性，影响了系统的安全性。