淺要分析高可靠性的模塊化UPS

李啟中

【摘要】 模塊化UPS這一概念在上個世紀的90年代后期就開始推行，其產品的特性就是為符合用戶的需求而制定的，為供電系統提供了可靠性、可用性、可維護性、可擴展性這四個特性，同時，在這個各種應用技術都相繼成熟的時期，國內及國外的各個傳統UPS廠商都開始推陳出新，推出了各種各樣的模塊化UPS產品。如今模塊化UPS的主要生產廠家有華為、艾默生、伊頓、APC等等。

【關鍵詞】 模塊化UPS 可靠性

隨著現代科學技術發展的速度越來越快，數據中心云計算和虛擬技術被廣泛的運用，造成能源成本持續的增加。同時，用戶對數據中心在可用性和靈活性、節能性方面的要求也逐漸增加，模塊化UPS的開發愈加朝著用戶的需求方向靠攏，為用戶需求服務。

一、模塊化UPS的定義

模塊屬性就是在機械上具有獨立的框架結構，并且也具有完整的獨立功能，能夠互相協作共同工作。要想組成模塊化的不問斷電源系統，就需要輸入、輸出配電部分和功率、監控模塊等。1、功率模塊。功率模塊是UPS系統中的主要模塊，它包括有逆變、整流、功率因數校正、充電和相關的控制電路，因此，UPS系統在正常的工作模式下具有并聯冗余和熱插拔這兩種工作功能。2、監控模塊。監控模塊就是可以實時監視UPS系統工作的模塊，其功能是監視系統工作狀態、采集和存儲UPS系統的運行參數，并且還能進行故障記錄存儲以及對故障進行診斷，具有熱插拔功能。

二、高可靠性的模塊化UPS構架保障

l、對于模塊化UPS的系統架構的設計保障系統應用高可靠性。在UPS的行業中，對UPS的可靠性要求非常高，實際來說，就是講它的可用性。簡而言之就是指對UPS中的所有部件及功能不會發生任何的其他故障，可用性就是指當UPS在運行的過程中不論是何種情況都不能使客戶端斷電，這樣即使是因為UPS在運行中出現一些細微的問題，也不會導致問題擴大致使其無法得到及時有效的解決。總之，就是客戶端永不斷電。因此，模塊化UPS的系統架構比之其他有著先天的優勢。模塊化UPS為避免單點故障，就可用通過多種冗余架構設計來進行，例如：（1）功率模塊冗余，就是通過模塊化冗余并聯達到功率的冗余。（2）集中控制器冗余，就是系統除了功率模塊和旁路模塊在由控制器控制各自模塊的工作之外，系統集中控制器可用做到雙備份冗余。（3）通訊信號冗余，就是對重要的通訊信號通過雙設計來進行雙備份冗余。

2、模塊化UPS的故障隔離設計保障系統應用的高可靠性。傳統的塔式UPS電源系統在并聯運行和并機環流、同步問題上使衡量并聯系統安全的重要指標。在傳統的并聯模式中，并機數量越多，那么環流和同步問題就越加難以控制，所以，我們可以得出，如果傳統的UPS電源并聯數量越多，那么可靠性就會越低。

隨著科學技術的不斷發展，控制芯片技術也在不斷的變化發展，其新技術在模塊化UPS中的應用使得模塊化UPS的各個模塊可以上報它的狀態指標和進行實時的檢測。根據以下圖例顯示，我們不難發現，在模塊化UPS功率模塊內，都有獨立的DSP控制電路、檢測電路和驅動電路。對系統進行初始送電時，每個模塊間的DSP都會一一的檢測整流器、逆變器和充電器等各個部分器件的開路或短路狀態，也會對其健康度進行檢測。若是在發現異常時，系統就會自動的隔離出異常的模塊，并給人以警示。最后，各模塊的控制器會將實時的檢測功率模塊內的狀態指標上報集中控制器，再由集中控制器不斷協調各個模塊進行工作。因此，模塊化UPS系統在監測和控制力上都優于傳統的塔式UPS。

3、模塊化UPS的固有特點保障系統應用高可靠性。1）模塊化UPS易維護。模塊化UPS可以在不中斷客戶端供電的情況下確保維護人員的安全，具有熱拔插的功能和特點，在這樣的前提下可以隨時更換模塊，使維護變得簡單又快捷，降低了維護成本。2）模塊化UPS易擴容。模塊化UPS可以支持邊使用邊擴容，降低了初期的投入成本，可以在無需斷電的情況下，無需專業人員參與的情況下實現擴容，保證了客戶端在使用時的可靠性。

三、總結

現如今，模塊化UPS的可靠性已經遠遠高于傳統的塔式UPs的可靠性。在早期，模塊化UPS出現故障的概率是高于塔式的UPS的，但是現在這種現象已經發生了絕對的逆轉。在科學技術高速發展的時期，模塊化UPS的可靠性只會不斷的提高。因此，在數據中心云計算、虛擬技術廣泛運用的時期，只有模塊化UPS才能夠滿足用戶的需求，實現不間斷的交流供電。