新一代無(wú)變壓器不間斷電源(UPS)的誕生讓人們的腦海中出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，那就是這兩種類型的UPS各有何優(yōu)缺點(diǎn)。注意，本文對(duì)比的是無(wú)變壓器UPS與自身帶有內(nèi)部變壓器的三相雙轉(zhuǎn)換單元(three-phasedualconversionunits)。

在過(guò)去的五到七年里，無(wú)變壓器UPS一直統(tǒng)治者小型三相(3萬(wàn)伏安及以下)市場(chǎng)。相比于上一代有變壓器的UPS來(lái)說(shuō)，無(wú)變壓器的UPS體積更小、更輕，而且成本也更低。這種設(shè)計(jì)的額定功率很快地上升到10萬(wàn)伏安，隨之又達(dá)到30萬(wàn)伏安。若是用于多模塊系統(tǒng)，甚至可以達(dá)到100萬(wàn)伏安或更高。

IGBT與無(wú)變壓器UPS

這里，我們先回顧一下以前的歷史：以往的UPS是基于SCR逆變器(inverter)技術(shù)的，它不是開就是關(guān)，需要有內(nèi)部變壓器才能工作。因此，當(dāng)時(shí)所有這種UPS實(shí)際上都是帶有變壓器的。后來(lái)，隨著IGBT(絕緣柵雙極晶體管，insulated-gatebipolartransistor)技術(shù)的出現(xiàn)，這一狀況得到了改變。IGBT就是無(wú)變壓器UPS得以存在的核心技術(shù)。如今，基于IGBT的UPS逆變器利用高頻脈寬調(diào)制(pulse-widthmodulation)重新產(chǎn)生一個(gè)幾乎純正弦的波形，從而省去了笨重的輸出變壓器或龐大的鐵芯輸出過(guò)濾器。(現(xiàn)在，IGBT也同樣被應(yīng)用于基于變壓器的UPS。)

20世紀(jì)幾十年代，無(wú)變壓器的設(shè)計(jì)開始出現(xiàn)在小型UPS上，2000年逐漸成為了主流設(shè)計(jì)。早期的UPS設(shè)計(jì)依賴于一個(gè)輸入變壓器，把低壓的輸入電流升高然后輸入到UPS。新的UPS設(shè)計(jì)利用了IGBT，還可以更有效地將交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸入U(xiǎn)PS。這有利于DC總線和逆變器保持一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。

無(wú)變壓器UPS與有變壓器UPS誰(shuí)的效率更高?

在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，傳說(shuō)只有兩件事是最重要的：可靠性/可用性和眾所周知的“5個(gè)9”(即99.999%)。有些廠商和用戶以為，基于變壓器的UPS更耐用，因此可靠性更高。

如今，人們的能源意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，都希望擁有更省電的UPS。而變壓器，天生就是個(gè)浪費(fèi)電的料。因此，從變壓器的角度來(lái)看，無(wú)變壓器的系統(tǒng)肯定要更省電。陳舊的變壓器會(huì)浪費(fèi)2%到3%的電量，有時(shí)甚至更多。最近，由于TP-1-rated變壓器的出現(xiàn)，這個(gè)浪費(fèi)比例能降低到約1.5%到2%。但是，在24/7工作制、包含很多關(guān)鍵任務(wù)的數(shù)據(jù)中心，能量效率并是一個(gè)首要考慮的問(wèn)題——相比可靠性和可用性而言。

當(dāng)然，如果不從實(shí)際出發(fā)，考慮實(shí)際可用的產(chǎn)品和市場(chǎng)，光從理論上分析二者的技術(shù)區(qū)別是毫無(wú)意義的。除了兩大陣營(yíng)之間的技術(shù)爭(zhēng)論之外，有時(shí)還涉及到個(gè)人喜好問(wèn)題。很多時(shí)候，選誰(shuí)不選誰(shuí)都是由某位特定的工程師或最終購(gòu)買決策人來(lái)定的。

那么，你是一個(gè)變壓器“支持者”還是一個(gè)變壓器“反對(duì)者”呢?這是否僅僅是一個(gè)觀點(diǎn)的分歧而已呢?這兩種UPS到底有沒(méi)有巨大的差異呢?各有何優(yōu)勢(shì)?

廠商提供了哪些UPS產(chǎn)品?

Emerson-Liebert是一個(gè)特別喜歡有變壓器UPS的廠商，因?yàn)樗臉?biāo)志性產(chǎn)品線是75萬(wàn)伏安的大型UPS。不過(guò)，它也有一整條低功率無(wú)變壓器系統(tǒng)產(chǎn)品線。

“分水嶺貌似就在20到30萬(wàn)伏安之間，”Emerson-Liebert的技術(shù)公關(guān)經(jīng)理AlanFrench說(shuō)：“在這之下的，我們銷售的大部分新系統(tǒng)都是無(wú)變壓器的，而在這區(qū)間之上的則都是有變壓器的系統(tǒng)。我們相信，我們的大型企業(yè)客戶一般需要的是有變壓器UPS提供的更高可用性。”

像施奈德的APC和MGE等品牌也有兩種系統(tǒng)。APC既有模塊化產(chǎn)品也有無(wú)變壓器產(chǎn)品，而MGE則在大型系統(tǒng)方面有基于變壓器的系統(tǒng)，在低端(15萬(wàn)伏安及以下)有無(wú)變壓器UPS。

“APC既生產(chǎn)有變壓器的UPS，也生產(chǎn)無(wú)變壓器的UPS。不過(guò)，我們正在向無(wú)變壓器方向轉(zhuǎn)移?！盇PC的一位主管JohnCollins說(shuō)：“請(qǐng)注意，有沒(méi)有變壓器并不能說(shuō)明UPS的可靠性或性能的高低，二者沒(méi)有必然聯(lián)系。我們建議用戶不要擔(dān)心UPS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而要清楚自己的性能要求，應(yīng)用和財(cái)務(wù)目標(biāo)，總體擁有成本或最低初始成本?！?/p>

無(wú)變壓器UPS的崛起

除了用電效率，兩種類型的系統(tǒng)在體型大小、重量和成本上都存在著很大的差異。致使這種新型UPS誕生的因素之一就是數(shù)據(jù)中心的供電需求急劇增加。以往一個(gè)機(jī)架只需要1到2千瓦，所以UPS在數(shù)據(jù)中心占用的空間非常小。但是，隨著機(jī)架的供電需求跳到10千瓦、20千瓦甚至更高后，UPS在數(shù)據(jù)中心的空間占用率也發(fā)生了巨大的變化。

多年以前，一個(gè)3到5萬(wàn)伏安的UPS對(duì)一個(gè)普通的小型數(shù)據(jù)中心來(lái)書就已經(jīng)足夠了。但是現(xiàn)在，一個(gè)裝有四臺(tái)刀片服務(wù)器的機(jī)架就要兩三萬(wàn)伏安。所以，現(xiàn)在的小數(shù)據(jù)中心里的“小”UPS都是10到25萬(wàn)伏安的了。為了滿足客戶不斷提高的需求，制造商便開始采用無(wú)變壓器的UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)了。

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