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在线互动式和双转换在线式APCUPS电源拓扑结构比

作者:APC UPS 发布时间:2021-04-30 12:24:40点击:

  在线互动式和双转换在线式这两种拓扑结构中,从理论上说,某些设计因素会提高或降低运行寿命和可靠性。对于在线互动式,较少的组件数量和主供电过程的冷态运行模式都有助于提高运行寿命和可靠性。对于双转换在线式,持续执行转换操作和较高的工作温度都会导致运行寿命和可靠性的降低。(关于两种拓扑结构特性请参阅:在线互动式APCUPS电源特性;双转换在线式APCUPS电源特性)

  然而,实际上可靠性通常由制造商设计方案的合理性、UPS 生产工艺规范性以及所使用组件的质量决定,与拓扑结构无关。因为质量取决于供应商,所以就有可能出现高质量的双转换在线设计和低质量的在线互动式设计,反之亦然。

  比较总结:下表总结了在线互动式和双转换在线式APCUPS电源拓扑结构的主要优缺点。



  拓扑结构


  可靠性


  总拥有成本


  输入


  输出


  输出 尺寸/重量



  +


  +


  


  + / –


  


   

  在线互动式


  较少部件

  较低的工作温度


  较低的初始成本

  (较少部件)

  较低的运营成本

  (电力消耗较少)


  无 PFC

  严重的电压失真可能需要频繁使用电池


  输出频率在可配置的范围内变化


  通 常 较大/较重



  


  


  +


  +


  +


   

  双转换在线式


  很多部件

  较高的工作温度


  较高的初始成本

  (较多部件)

  较高的运营成本

  (电力和制冷)


  有 PFC

  可承受严重的电压失真,而无需转到电池


  输出固定在可配置的频率


  通常

  很小/较轻, 特别是

  较高功率级别时

  由于采用了多个供电过程,典型双转换在线式UPS与典型在线互动式UPS相比具有更多的组件。因为这些组件要连续处理负载设备所获取的全部电能,在存在 AC输入的情况下,它们的温度通常要高于在线互动式UPS中的组件温度。理论上讲,持续运行模式和较高的温度会降低UPS中组件的可靠性。然而,实际上可靠性通常是由其他一些因素决定的,将在后面“可靠性因素”部分中予以说明。

  要考虑的另一个因素是长期运行双转换在线式APCUPS电源需要消耗额外的能量。与在线互动式 UPS的96%到98%相比,根据设计方案的不同,双转换在线式UPS的连续运行效率在85%到92%之间。例如,效率为90%的1000W UPS,在满负荷情况下会连续损耗100W的电能。平均每年大约需要支付100美元的额外电力成本。除了电力成本之外,还必须从环境中去除这100W的热能,从而产生额外的制冷成本,制冷成本因制冷系统的效率而异。这看起来可能不是很多,但考虑到企业中众多UPS的所有损耗总和,甚至单个UPS在整个生命周期内总的能量损耗时, 它将成为影响APCUPS电源总拥有成本的一个重要因素。比较显示,相同负载下在线互动式UPS可减少负载功率三分之一的能量成本。

  在功率范围750VA到5000VA之间,两种类型的UPS都能够充分保护 IT 设备不受电源中断的影响,因此决定使用哪一种拓扑结构主要取决于客户应用的具体环境。

  因为初始成本、运营费用、热量产生情况和可靠性是所有应用都必须考虑的主要因素,这样看来, 我们理所当然应该选择在线互动式。事实也是如此,在线互动式设备已成为典型 IT 环境广泛采用的高效、可靠设备。

  但是,在特定环境下,选择双转换在线式可能更为合适。特别是在AC电源高度失真和/或具有极大电压变化的地理区域,双转换在线式APCUPS电源无需频繁转换到电池供电即可维持正常输出。较低的电池使用率可以保存电池容量以应对长时间的断电事故,并延长电池使用寿命。此外,降低电池更换成本可以抵消在线互动式UPS低初始成本和低运营成本的优势。在某些特殊的情况下可能需要使用双转换在线式APCUPS电源,比如对于某些医疗设备或仪器,需要进行功率因数校正(PFC)、要求较小的物理尺寸或需要进行频率转换等等。