華葆金武士UPS電源2020-06-18

隨著自動化唯鸭、信息化地不斷發(fā)展甥角，各行業(yè)對電力需求越來越旺盛，對電力保護要求越來越高，UPS電源作為保障供電穩(wěn)定性和連續(xù)性的重要設備咱窜，已廣泛應用到各個領域子历。UPS電源發(fā)展到現在顷啼，市場上有著各種各樣的機型贷掖，其中工頻機、高頻機孽糖、模塊化機型是目前UPS電源市場上最常見的三種機型枯冈，本文從基本原理及應用特點介紹這3種機型，進行各項指標對比办悟，以供用戶選型參考尘奏。

在說工頻機高頻機之前炊捻，我們先明確下高頻機、工頻機的定義瓣挂。國外沒有高頻機工頻機的說法眨捶，他們定義有變壓器型和無變壓器型UPS，即TransformerUPS和Transformer-lessUPS类埋。國內以整流器的調制頻率來區(qū)分履字，整流器的調制頻率為工頻（50Hz）調制的，定義為工頻機鼓辈，整流器采用高頻（上千Hz）調制的攀瘟，定義為高頻機。

另外UPS從外形結構上來區(qū)分的話失跷，有機架式（RacktypeUPS）诉玲、模塊化（ModularUPS）和塔式（TowertypeUPS）機型。這個相對比較好理解叔梆，便于安裝在標準服務器或網絡機柜里面結構的UPS稱為機架式UPS钢婆，功率單元、旁路切換單元采用模塊化結構組成的機型稱為模塊化UPS臂外，整流逆變均是按規(guī)定功率設計的整體機型稱為塔式機型。通常所說的高頻機和工頻機指塔式機型喇颁，機架式UPS只是把小功率（小于20KVA）的塔式機型的物理結構調整以適合機架安裝漏健，本文不對機架式UPS進行對比分析。

一橘霎、工頻機

工頻UPS即基于變壓器輸出的UPS電源蔫浆，使用SCR晶閘管器件作為整流器元件，整流器調制工作頻率與電網頻率（50Hz）一致姐叁，這種機型稱為工頻機瓦盛。工頻UPS由整流器、逆變器外潜、靜態(tài)旁路原环、維修旁路、輸出變壓器組成处窥。輸出變壓器是UPS電源的必要組成部分嘱吗，起升壓作用。因為UPS的整流滔驾、逆變的兩次變換均為降壓環(huán)節(jié)（SCR的管壓降）谒麦，所以在UPS輸出之前必須有一個環(huán)節(jié)用于升壓，這個輸出變壓器就是用來實現這一功能的采冕。

常見工頻機有2種機型援愁，6脈沖工頻整流和12脈沖工頻整流機型贫拭。

12脈沖整流工頻機是在6脈沖的基礎上再增加1個6脈沖整流器和一個移相變壓器，這樣能夠帶來更優(yōu)的整流參數指標径揭，與比6脈沖整流相比耍叮，12脈沖整流在輸入功率因數和諧波電流THDi參數指標上有明顯優(yōu)勢。

目前工頻機在市場上逐漸萎縮高骑，特別是在數據中心和通訊機房蝠盘，已經逐漸被高頻機、模塊化UPS所代替辈殃。工頻機也有其自身特點苔免，在工業(yè)領域，尤其是石油石化债案、化工更启、高端制造等行業(yè)，工頻機仍然是主角截型，在整個UPS電源行業(yè)趴荸，工頻機市場占有率保持在30%以上。

二宦焦、高頻機

高頻機又有3種常見類型发钝，在90年代后期，一種在SCR整流后端增加BOOST升壓斬波電路波闹，將直流提升到UPS輸出所需的電壓酝豪，從而省掉了輸出變壓器【椋可以簡單理解為以直流升壓取代了之前工頻UPS變壓器的交流升壓孵淘，這樣不但成本更低，把UPS體積和重量大大降低歹篓，可以說是UPS內業(yè)重大技術革新瘫证。這種無變壓器的UPS，雖然整流器的前半部分仍然SCR器件庄撮，但其整流后半部分包含IGBT高頻升壓斬波電路背捌，從國內的定義上來看，這也屬于高頻機弛镣。目前這種BOOST升壓斬波高頻機型已越來越少凄在，只有一些中小功率UPS會繼續(xù)采用。

隨著電力電子功率器件和UPS電源控制技術的不斷發(fā)展钩裆，先后出現全IGBT機型和全IGBT+輸出隔離變壓器機型舞懦，即IGBT整流+IGBT逆變無變壓器機型和IGBT整流+IGBT逆變有變壓器機型，其整流器采用高頻調整方式，調制頻率一般都是上千Hz毕蕉。

高頻機最大的特點是無變壓器蓬肢，體積小重量輕，功率密度大乙笛，整機效率高魂中，輸入諧波電流小，因此其發(fā)展前景更被看好刽室，高頻化是電力電子發(fā)展的趨勢香题。但從應用情況來看，高頻機在環(huán)境適應性和抗沖擊能力上仍然不及成熟度更高的工頻機酪律。

隨著社會供電環(huán)境對綠色電源和節(jié)能降耗的產品需求不斷增加雌隅，高頻IGBT整流UPS電源技術有了很大發(fā)展，IGBT器件的可靠性和穩(wěn)定性也有了很大的發(fā)展缸沃，到現在已經越來越多的用戶選擇高頻機恰起，特別是在數據中心領域、金融趾牧、通訊領域高頻機已是用戶首選機型检盼。

三、模塊化機型

模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨做成一個個功率模塊翘单，然后每個模塊并聯輸出吨枉，另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元，這樣整臺UPS就是一個個模塊疊加而成哄芜。模塊化UPS最大的特點是东羹，功率部分很容易實現冗余功能，只要UPS帶載功率富余量大于單個模塊功率忠烛，UPS功率部分即可實現“N+1”冗余，從而提高UPS供電的可靠性权逗。模塊化UPS電源還有個好處就是可用性高美尸，當某個模塊故障時，直接更換模塊僵馒，維修時間非常短幼氏，維修非常方便。另外绸秸，模塊化UPS還經常提到“邊成長邊投資”的模式嬉拾，即用戶可以在初始建設時購買較少的功率模塊，在業(yè)務增長用戶設備增加后再購買功率模塊進行UPS擴容匠似。

在高頻機出現不久后臊吓，模塊化UPS就應運而生，模塊化UPS從理論上來說也是高頻機的一種暗沉，只是其結構與普通高頻塔式機型差別較大英谢。模塊化UPS對并聯控制技術要求比較高讹玉，早期的模塊化UPS故障率偏高，每次維修更換模塊成本不低刃伞，因此選擇模塊化UPS電源的用戶很少挡辩，不是市場的主流。但隨著并聯控制技術逐漸成熟钥嫌，模塊化UPS可靠性逐漸提高垃杖，而其高效率和高可用性的特點逐漸被市場認可，尤其是華為攜模塊化UPS重現UPS市場丈屹，迅速帶動模塊化UPS高速發(fā)展调俘，其市場占有率直線上升，特別是在IDC信息機房泉瞻、金融等領域脉漏，已和高頻塔式機不分上下。