全球UPS技术发展趋势

UPS原本是一种使用范围很广泛的保障电力供应的设备，而在近几年来已经转化为以保护各类计算机系统为主要用途的设备，UPS在IT行业发挥着越来越重要的作用，被人们誉为计算机信息的保护神。在世界迈进信息时代之后，信息的安全问题已经被人们广泛关注，因此，在这种时代背景中，UPS的发展趋势引起业界的高度重视就是顺理成章的事了。 　　有了UPS的精心呵护，计算机系统的数据安全性大大提高了，因此，UPS的问世深受广大用户的青睐最早问世的UPS只是一个带有大飞轮的发电机组，其缺点是转换效率极低，后来被柴油发动机式的发电机所取代。目前，这种旋转发电型UPS还在某些特殊的领域有着它的特定的用途，其容量高达1000KVA。 　　在半导体技术发展的过程中，科学家们将半导体技术应用到UPS的制造中，发明了新型的静止变换式UPS它比旋转式UPS更先进。初期的静止变换式UPS，其功率器件由可控硅制成，美国的Emerson、法国的Alpes4000等UPS产品，其功率器件都是可控硅。功率晶体管的开发成功，在小容量UPS中得到了广泛的应用。 　　功率MOS管已在大容量UPS中广为应用，但功率MOS管难以达到高电压大电流，其饱和压降高于晶体管，于是，兼有晶体管和功率MOS管优点的绝缘门限晶体管（IGBT）应运而生，促使UPS逆变技术更趋成熟目前UPS制造商们都在争先采用IGBT。当然任何器件都不十全十美，比如IGBT有寄生的电流掣住效应，在一定程度上也限制了它的使用。UPS控制电路也发展很快，由开始的分立元件的简单控制发展到今天的微处理机控制，由硬件控制又发展成软件控制，如IPM的软件滤波器；甚至光纤通讯也被引入UPS，如意大利西力UPS的并联就采用了光纤通讯。而且微处理机也被广泛应用于小容量的UPS中，甚至有的专门为蓄电池的监控设立了微处理机，如美国的APC在每个小电池箱中都安装了微处理机，以监视这些电池的状态,UPS已经由初期的单纯供电发展到目前的多功能应用，UPS不再仅仅是供电电源，而且当那些作为负载的计算机在无人值守时，要求UPS自动地定时开机，定时关机，当市面上电故障后，UPS还可以及时通知计算机并可按照事先的约定顺序关机，如APC、UPS除了其联网功能外还可以对环境温度、湿度和烟雾进行监视，并且有好多UPS都可通过联网及远程通讯进行远程监控等等。UPS除了上述的旋转发电机式和静止变换式而外，还有一种将二得结合起来的UPS，称为UBS，即是在一台静止式UPS上配置一台直流发电机，直流发电机给蓄电池充电，使UPS逆变器的工作继续维持下去，如Best的UBS，也有一定的效力领域。 　　静止变换式UPS，一般都分为后备式和在线式，这两种UPS的结构大致相同。其主体结构都主要包括：整流（充电）器、蓄电池、逆变器和转换开关等四个部分。二者的区别主要是工作方式不同，后备式UPS只有在市电异常时才启动逆变器，而在线式UPS的逆变器则自始至终都在工作；后备式UPS有着效率高，价格低廉的优点，但供电质量差一些，而在线式UPS虽然供电质量高，但价格比后备式贵得多。 　　在线互动式UPS的出现兼顾了后备式和在线式两种UPS的优点，因此很快得到了用户的认可。在线互动式UPS和传统在线式的主要区别有3点： 　　1、UPS输出电压的稳压度过。在线互动式UPS，2KVA以下的品种，其输出电压有一个较宽的变化范围，有的超过了�10%，而双变式UPS同为�2%，这就造成了一些用户对前者的忧虑，认为前者输出电压不稳定，无法给电脑使用。难道在线互动式UPS不能作成稳压的吗？否，并非无此技术，而是没有必要，因为小容量的UPS负载绝大多数是电脑，而电脑对交流输入电压的变化范围要求不高。在线互动式小功率UPS省去了过细的稳压环节，提高了可靠性，不过APC对3KVA及3KVA以上的在线互动式UPS都增加了稳压环节，将输出电压稳定在15%以内，这是因为考虑到容量较大的UPS负载有仅仅有电脑或服务器而且还有其它设备之故。 　　2、在线互动式和传统在线式UPS的切换时间。在线互动式小功率UPS有2ms切换时间。与APC Smart900的说明书所介绍的完全相符。传统（双变换）在线式UPS的切换时间不为零。已往的小功率UPS的说明上大都标明切换时间为“0”，实际上这是不确切的。在市电正常时，整流器将输出的直流一方面为蓄电池充电，一方面向逆变器提供能量。当市电不正常或断电时，UPS输入自动断开与市电的联系，逆变器转而向蓄电池索取能量，即当整流电压低于电池电压时，则电池转充电为放电，没有任何“切换”，也就没有“切换时间”。但是，当逆变器过载或故障时，必须将负载切换到旁路上去，这个切换过程不可能为零，当逆变器恢复正常后,负载必须由旁路切换回逆变器上，许多小功率UPS的切换是靠继电器实现，从而延长了切换时间。实际上,切换时间对计算机的影响是很小的。小功率UPS的负载一般都是计算机,而一般的计算机对十几毫秒甚至几十毫秒的断电是不在乎的。 　　3、在线互动式和传统在线式UPS的频率稳定度。由于在线互动式UPS当市电正常时不启动逆变器，而是经过加工的输入市电负载供电。这种UPS的输出频率随市电频率而变，即负载接受的就是电频率，这就产生出在线互动式UPS不稳频的感觉。无论是在线互动式还是传统在线式UPS，一般对输入电压稳定的要求大都是50Hz。如果市电频率变化超过这个值，此两种UPS都改变到电池供电状态，这时输出电压的频率稳定度都较高。在线互动式UPS输出电压频率在50Hz�5%内变化，而传统在线式UPS的输出电压频率同样在50Hz�5%范围内随市电变化，因为一般传统在线式UPS都有锁相环节，在市电频率50Hz�5%范围中，UPS输出电压的频率不但与市电同频率而且同相位，换言之，传统在线式UPS的输出频率在市电正常时也是随市电而变的，而在其说明书中所标明的例如 �1% 或�5%等都是在电池供电时的情况，这一点和在线互动式相同。 　　综上所述，在供电质量方面， 在线互动式和传统在线式两种UPS有着同等的供电效果。不过，在某些具有特殊要求的负载情况下也应作不同的选择，不过由于在线互动式UPS效率很高，故可将工作温度扩展为0~45℃，而传统在线式UPS的工作温度一般都在0~40℃,21世纪初,全球UPS技术将向着多功能的方向发展。例如,Powerware Plus UPS最近推出的4款新型号:200KVA、225KVA、250KVA、300KVA，使其系列产品的功率范围从12KVA拓展到300KVA,全面满足客户的需求,提供包括特殊环境下的关键应用系统所需的中央电源保护功能。与此同时Powerware Plus系列产品还增加了多种崭新功能,内置式DC expert电池监察系统能够高度准确地提供运行时间和电池状况,避免因突如其来的故障导致数据丢失，其指示的电池运行时间误差仅为�3%。 　　内置式数字化Token-Ring网络采用数字讯号处理专利算法，有效地解决并行系统模组之间的相互沟通问题，并采用有效的设计将产品的元件数量减至最低程度，以减少故障机会，成为业界首家提供99.99%可用性的并行冗余系统。新推出的RemoteNotify选件在大部分情况下能够自行诊断故障，并且随即解决问题，如果遇到重大故障，可以就用户预测的190多种故障情况，自动向传呼机或个人电脑发出最多长达40个字的求助信息。Remote Notify可以向两个不同的电话号码发出呼叫，并且最多可以重拨256次，以确保信息可以顺利地传达，而网络管理人员则可以通过拨号进入系统内部检查UPS的全面运行情况。 　　目前, UPS厂商们新推出的多种新产品,包括多种不间断电源供应技术,电源管理软件以及连接装置,都不会由于电源冲击、浪涌、陡降、电力不足和电力中断等问题而使受保护的重要信息资源遭受损失。