從數(shù)據(jù)中心需求的角度上來說,，佳的UPS應該具有彈性擴容,、高可用、高效率,、高密度,、智能化等特點。依據(jù)這個標準,，對數(shù)據(jù)中心中常用的工頻UPS,、高頻UPS和模塊化UPS進行了一個比較。

　　不同類型UPS對數(shù)據(jù)中心需求的適配度表：

工頻UPS

高頻UPS

模塊化UPS

彈性擴展

難以按需擴容

難以按需擴容

按需擴容

可用性

可用性低,，一旦故障運維人員無法處理,，需要原廠維護，故障恢復時間長

可用性低,，一旦故障運維人員無法處理,，需要原廠維護，故障恢復時間長

可用性高,，N+X冗余實現(xiàn)更高可靠性,；運維人員更換故障模塊即可消除故障

效率

低，低負載率及諧波治理措施導致運行效率遠低于宣稱效率,，運行效率一般在85%左右

較高,，運行效率一般典型值90%~94%

高，一般均采用低載高效設計,，典型值95%,。模塊N+X冗余配置時運行效率可達到96%

功率密度

低，內(nèi)置變壓器用于升壓和產(chǎn)生中線,，功率密度難以提升

較高,，變壓器取消之后效率有一定提升

較高，效率一般較高,，易實現(xiàn)更大的功率密度

智能化程度

取決于設計,，但工頻UPS近些年主要廠商已停止研發(fā)，智能化程度相對較低

取決于設計

取決于設計。一般為各廠商產(chǎn)品,，智能化程度較高

匹配程度

不匹配

一般

匹配

　　由表可見,，工頻UPS無論是可擴展性,、可用性,、效率還是功率密度方面都已經(jīng)難以匹配數(shù)據(jù)中心的需求。而模塊化則在這幾個方面均表現(xiàn)優(yōu)異,，必將成為數(shù)據(jù)中心的不間斷供電系統(tǒng)的主流選擇,。

科華YTG3330三進三出30KVA工業(yè)UPS

科華YTG3330三進三出30KVA工業(yè)UPS

  1 冗余電源概述

　　冗余電源是用于服務器中的一種電源，是由兩個*一樣的電源組成,，由芯片控制電源進行負載均衡,，當一個電源出現(xiàn)故障時，另一個電源馬上可以接管其工作,，在更換電源后,，又是兩個電源協(xié)同工作。冗余電源是為了實現(xiàn)服務器系統(tǒng)的高可用性,。除了服務器之外,，磁盤陣列系統(tǒng)應用也非常廣泛。

　　RPS電源（Redundant Power System,，冗余電源系統(tǒng)）用作部分交換機的外置直流供電電源

　　RPS可以用作交換機或路由器的冗余備份電源：

　　如果RPS和受電設備采用相同的交流供電系統(tǒng),，當受電設備內(nèi)部電源出現(xiàn)異常時，RPS可以繼續(xù)為故障設備進行直流供電,，保障設備的持續(xù)正常運行,；

　　如果RPS和受電設備采用不同的交流供電系統(tǒng)，還可以在受電設備的外部交流供電電源出現(xiàn)故障時繼續(xù)提供直流供電,，保障設備的持續(xù)正常運行,。

　　2 什么叫冗余電源？冗余電源與UPS電源的區(qū)別

　　電源冗余一般可以采取的方案有容量冗余,、冗余冷備份,、并聯(lián)均流的N+1備份、冗余熱備份等方式,。容量冗余是指電源的大負載能力大于實際負載,，這對提高可靠性意義不大。

　　冗余冷備份是指電源由多個功能相同的模塊組成,，正常時由其中一個供電,，當其故障時，備份模塊立刻啟動投入工作,。這種方式的缺點是電源切換存在時間間隔,，容易造成電壓豁口。

　　并聯(lián)均流的N+1備份方式是指電源由多個相同單元組成，各單元通過或門二極管并聯(lián)在一起,，由各單元同時向設備供電,。這種方案在1個電源故障時不會影響負載供電，但負載端短路時容易波及所有單元,。冗余熱備份是指電源由多個單元組成,，并且同時工作，但只由其中一個向設備供電,，其他空載,。主電源故障時備份電源可以立即投入，輸出電壓波動很小,。

　　對于一些需要長時間不間斷操作,、高可靠的系統(tǒng)，如基站通信設備,、服務器等,，往往需要高可靠的電源供應。冗余電源設計是其中的關鍵部分,，在高可用系統(tǒng)中起著重要作用,。冗余電源一般配置2個以上電源。當1個電源出現(xiàn)故障時,，其他電源可以立刻投入,，不中斷設備的正常運行。這類似于UPS電源的工作原理：當市電斷電時由電池頂替供電,。冗余電源與UPS的區(qū)別主要是由不同的電源同時供電,而UPS則是一個電源供電另一個則隨時備用,，有需要時自動切換。

　　3 傳統(tǒng)冗余電源接法

　　傳統(tǒng)的冗余電源設計方案是由2個或多個電源通過分別連接二極管陽極,，以“或門”的方式并聯(lián)輸出至電源總線上,。可以讓1個電源單獨工作,，也可以讓多個電源同時工作,。當其中1個電源出現(xiàn)故障時，由于二極管的單向?qū)ㄌ匦?，不會影響電源總線的輸出,。

　　在實際的冗余電源系統(tǒng)中，一般電流都比較大,，可達幾十A,。考慮到二極管本身的功耗,，一般選用壓降較低,、電流較大的肖特基二極管,，比如SR1620～SR1660(額定電流16A)。通常這些二極管上還需要安裝散熱片,，以利于散熱,。

　　使用二極管的傳統(tǒng)方案電路簡單，但有其固有的缺點：功耗大,、發(fā)熱嚴重,、需加裝散熱片、占用體積大,。由于電路中通常為大電流,，二極管大部分時間處于前向?qū)Ｊ剑膲航邓鸬墓牟蝗莺鲆?。小壓降的肖特基二極管也有0．45V，在大電流時,，例如12A,，就有5W的功耗，因此要特別處理散熱問題,。

　　現(xiàn)在新的冗余電源方案是采用大功率的MOSFET管來代替?zhèn)鹘y(tǒng)電路中的二極管,。MOSFET的導通內(nèi)阻可以到幾mΩ，大大降低了壓降損耗,。在大功率應用中,，不僅實現(xiàn)了效率更高的解決方案，而且由于無需節(jié)散熱器,，所以省了大量的電路板面積,，也減少了設備的散熱源。應用電路中MOSFET需要有專業(yè)芯片的控制,。