在线UPS不间断电源拓扑_为什么只有在线UPS不间断电源拓扑才能提供关键任务负载保护

为什么只有在线UPS拓扑结构才能提供关键任务负载保护？现代UPS不间断电源系统大致分为三种设计架构：在线、离线和在线互动。这篇文章描述并比较了这三种类型，并解释了为什么对于真正关键的负载，在线UPS拓扑是唯一可接受的方法。

如今，设施管理人员面临着对清洁、稳定电力供应的日益增长的需求。在数据中心等关键任务设施中尤其如此。但是，建筑电气系统绝不是没有干扰的。电压尖峰、掉电、电气噪声、正弦波失真和停电都是由于设施内部和外部的各种故障而经常发生的。

假设UPS不间断电源设计使用电池（电池仍然是备用应用中最流行的储能形式），那么无论拓扑结构如何，它始终有三个关键元件来支持这些元素：充电器或整流器/充电器，逆变器和静态开关。但是，这些构建块的部署方式确实取决于UPS不间断电源的拓扑。

一、离线式ups电源拓扑：

在离线系统中，在正常运行期间，关键负载直接由原始交流电源输入供电。输入电源绕过UPS电源转换元件，将负载直接与静态开关连接。这仅在主电源发生故障、超出预设电压或频率限制或出现其他异常情况时将负载转移到逆变器输出。

这种拓扑可以吸引某些用户，因为它可以节省成本。由于UPS电源转换级在正常运行期间被旁路，UPS电源的运行效率更高，损耗更低，冷却需求也更低。由于离线式UPS电源可以使用额定值较低的组件，并且不需要功率整流器，因此资本成本也降低了。

但与此相反的是，在整个正常运行过程中，负载将受到未严格调节的波形的影响，并受到来自公用市电的干扰。尽管此类系统通常具有一定程度的尖峰抑制和rf（射频）滤波，但仍存在一定程度的暴露。此外，当静态开关在逆变器输出和主电源之间传输负载时，不可避免的负载电源中断通常为2到10ms。

二、在线互动式UPS不间断电源拓扑：

在线互动式系统是离线式系统，试图通过在旁路线路中添加电压调节功能来提供比传统类型更高水平的性能。两种最流行的线路交互设计采用降压/升压变压器或错误变压器。它们通过提供一定程度的自动电压调节，并可能减少UPS不间断电源电池使用和相关的电池寿命下降来改进传统的离线系统。

在线式UPS不间断电源系统与离线式UPS电源系统有着根本的不同，因为在正常运行期间，主电源在到达负载之前会流经整流器/充电器和逆变器。这种UPS不间断电源设计有时被称为双转换在线UPS不间怕电源拓扑，因为它具有AC-DC和DC-AC两个转换级，并且由于负载始终由经过处理的、稳压良好的电源供电，因此提供了最大程度的关键电源完整性。由于整流器和逆变器可作为电源噪声和瞬态电压偏移的屏障，因此负载还可以免受输入电源像差的影响。

三、在线式UPS不间断电源拓扑：

如果输入电源超出预设电压范围（通常为+10%至-20%）或频率，或完全发生故障，逆变器将继续使用电池供电。该事件对负载是完全透明的，因为不涉及传输操作。

由于这些原因，大多数数据中心所有者或负责关键任务ICT运营的其他用户将始终选择在线解决方案。它们是唯一能够始终为负载提供真正全面保护的方法。与灾难性系统故障的后果相比，它们的额外成本变得微不足道——这是允许主电源问题达到临界负载的可能结果。