高壓直流UPS應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心中常出現(xiàn)的問題
數(shù)據(jù)中心的可靠性要求非常嚴(yán)格，然而問題也是層出不窮的。UPS系統(tǒng)本身也隨著客戶需要和技術(shù)進(jìn)步飛速發(fā)展，其“需求”和“功能”是共同的驅(qū)動(dòng)力量。“需求驅(qū)動(dòng)”是從IT負(fù)載的供電需求角度講的，永遠(yuǎn)會(huì)追求更高的可靠性，更低的建設(shè)成本、運(yùn)行成本和更好的可適應(yīng)性。
當(dāng)前USP已經(jīng)不單單是為了改善IT負(fù)載供電的可靠性而產(chǎn)生的供電設(shè)備，還為了持續(xù)不斷地追求可靠性，已經(jīng)完成了從產(chǎn)品到系統(tǒng)備份的演變，在目前的架構(gòu)下，進(jìn)一步追求可靠性顯得步履艱難。
此外，從產(chǎn)品到系統(tǒng)的演變?cè)谀撤N程度上是以高昂的建設(shè)成本和運(yùn)行成本為代價(jià)的，對(duì)于數(shù)據(jù)中心使用者來講，很難接受越來越高昂的成本。從建設(shè)的角度說，系統(tǒng)的冗余就以為這投資的倍增;從運(yùn)營商的角度來講，數(shù)據(jù)中心近年來最為火熱的話題就是“綠色和節(jié)能”，歸根到底就是數(shù)據(jù)中心使用者希望通過合理的方案降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行成本，主要指的是電費(fèi)開支。
由于業(yè)務(wù)發(fā)展的階段性必然導(dǎo)致分階段的建設(shè)，而當(dāng)前的UPS分期建設(shè)遠(yuǎn)不如IT設(shè)備的投資靈活，并且UPS的建設(shè)步幅遠(yuǎn)大于IT設(shè)備建設(shè)。這樣就必然會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)或者利用不充分的情況。如何能夠使UPS的建設(shè)和IT設(shè)備的擴(kuò)容更加匹配和適應(yīng)，在當(dāng)前的UPS產(chǎn)品和方案的條件下是一個(gè)巨大的瓶頸。
“功能驅(qū)動(dòng)”，從UPS本身來講，就是確保負(fù)載供電的連續(xù)性、對(duì)市電電網(wǎng)的凈化及設(shè)備本身的易管理。
由于需求驅(qū)動(dòng)和功能驅(qū)動(dòng)，各種技術(shù)風(fēng)起云涌。
高壓直流UPS
高壓直流(HVDC)UPS很有可能是UPS發(fā)展的下一個(gè)階段，不僅是因?yàn)楦邏褐绷鱑PS幾乎能夠合理傳承當(dāng)前所有UPS的熱點(diǎn)和技術(shù)前沿技術(shù)，也不僅是它能夠兼收傳統(tǒng)UPS和-48VDC通信電源之間所長而摒棄其短，更重要的是它能夠在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)UPS所有功能的基礎(chǔ)上更好地滿足負(fù)載供電的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性。但是目前高壓直流UPS還面臨一系列問題有待解決。
1、直流輸出電壓
對(duì)于目前標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器電源，其輸入電壓范圍是100~240±0.1VAC，可做以下簡要計(jì)算。
(1) 無PFC的服務(wù)器電源：
最高電壓為240+240×0.1=264VAC，峰值電壓為264×1.41=373V
最低電壓為100-100×0.1=90VAC，谷值電壓為90成義1.41=127V
(2) 如果是帶有源功率因素校政的電源，其直流輸出大致為400V。業(yè)界目前針對(duì)這個(gè)電壓的范圍，有240V、350V和380V多種方案。
①380V方案。28節(jié)12V電池配置：浮充電壓為2.25/2V單體，總電壓為378V;終止電壓為1.70/2V單體，總電壓為286V。
理由：當(dāng)前IT設(shè)備基本都帶PFC功能，整流之后大致為400VDC。對(duì)服務(wù)器電源的其他器件沒有修改壓力，可以考慮放電到最低電壓286VDC。
②350V方案。26節(jié)12V電池配置：浮充電壓為2.25/2V單體，總電壓為351V;終止電壓為1.70/2V單體，總電壓為265V。
理由：兼顧IT設(shè)備電源(有/無PFC)，對(duì)服務(wù)器電源的其他期間沒有修改壓力等。
③240V方案。20節(jié)12V電池配置：浮充電壓為2.25/2V單體，總電壓為270V;終止電壓為1.70/2V單體，總電壓為204V。
理由：滿足當(dāng)前300V內(nèi)相關(guān)安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，并且和傳統(tǒng)電力操作電源工作電壓范圍重合，配電系統(tǒng)相對(duì)成熟。
2、高壓電流斷路器
在電源系統(tǒng)中，斷路器(空氣開關(guān))、保險(xiǎn)(熔斷器)、接觸器(繼電器)被廣泛使用。這種披肩大度按照220/380VAC來設(shè)計(jì)，對(duì)于大容量的低壓塑殼斷路器，可以有限地用于直流環(huán)境。對(duì)于微型斷路器，工作電壓達(dá)到250VAC和60VDC比較困難。也有很多供應(yīng)商能提供125VDC/1P直流空開，2P串聯(lián)能達(dá)到250VDC，這是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)、直流電源、軌道交通和電力機(jī)車、艦船等需求約220VDC。但是，300-400VDC的直流微型斷路器，目前很難找到，只有采用3P和4P串聯(lián)得到。同時(shí)125VDC/1P微型斷路器的報(bào)價(jià)也比普通型斷路器高近1倍，并且在市面上不易采購。
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