在线互动式APCUPS电源介绍
一、在线互动式UPS的电路结构及其特点
在线互动式APCUPS是一种小功率高效率的不间断电源产品,它在我国上市是上世纪90年代中期,这一款原来不被人们所知晓的产品在不到5年的时间里就跃居全国销量第一位。其原因就在于它的电路结构——在线互动式(On Line interractive)。
一般来说,有不少用户知其然不知其所以然,即“在线互动”到底互动在什么地方?概念搞不清楚就不会真正了解它的功能。“互动”这个词是APC(现在的施耐德)在90年代引入的interractive一词,这个词有交叉的意思。所谓交叉在这里只能是电压的交叉。当然一个电压是无法和自己交叉的,必须是两个以上的电压才能交叉。所以互动式UPS的含义就是通过两个原始电压的加减或交叉使输出电压达到一定稳定度的电源。如图1所示。以施耐德(原APC)的SUA1000ICH-45为例,两个原始电压一个是市电电压,一个是由UPS本身产生的补偿绕组电压,一般补偿绕组电压为25V。该绕组补偿电压可以随输入市电电压的波动作正负补偿,使输出电压具有一定的稳定度。这种电路结构简单明了,功能优秀,不失为多年来一直为用户所青睐的一款产品。正因为它的这些特点才得到很多国内制造商的纷纷仿效。
图1互动式UPS的两种电路结构
二、在线互动式UPS的指标优势
从图1可以看出以下几点:
1.后备式的工作方式在线的效果
在线互动式UPS电路在正常供电情况下是旁路工作状态,所以效率非常高,至少比一般在线式UPS高10%,对1000VA来说这10%就是100W,小小的机箱里放上100W的小电炉子,如图2(a)所示,这会使机内温度升高,使内部电路中的器件漏电流增大,耐压降低,不但影响电路的正常工作,同时也缩短了电路的服务寿命;而在线互动式UPS的内部就没有了这100W的小电炉子去烘烤电路,如图2(b)所示,当然故障率降低了,寿命延长了。所以这是一款很实在的节能而可靠性高的产品。
图2 在线互动式UPS和一般工频机UPS的内部损耗比较
2.任何时候都输出正弦波
从图1(a)和(b)还可以看出,无论是在市电供电情况下还是在电池供电模式下,其输出电压都是正弦波,这就具有了在线式UPS的特点。所以在线互动式UPS是后备式的工作模式在线式的效果。当然有的会提出这样一个问题:在线式UPS的切换是STS,是零切换时间,而在线互动式UPS却是继电器切换,是有切换时间的,会不会影响负载的正常工作?对于这个问题IBM和HP都做过实验,实验的结果是:市电断电后机器内部电源的储能可以维持本机满负荷工作50ms以上。这个结论在国内也得到了部分证实,比如北京铁路局某研究所在他们的仪表记录中显示市电停电35ms,身旁的机器毫无反应,仍在正常工作,开始他们也感到很意外。因为他们曾听人说只要断电10ms机器就得重启。当笔者向他介绍了两个IT制造商的实验结果后,才感到欣慰,因为它们的机器就是国外这几家的产品。而现在的在线互动式UPS的切换时间都被限制在10ms之内,所以更没问题。10ms之内的切换时间在某空管局几十台小STS上的几年运行实践种也得到了充分地证明,确实没有任何问题。
3.得到了国内众多UPS制造商的仿效
看一个产品是否优秀首先看它是不是被人们认可进而去仿制。原来在线互动式电路结构只有APC一家独有,而现在国内众多UPS制造商早已开始仿效。除了和上述的图1(a)和(b)输出正弦波波形一致的国内产品外(+微信关注网络世界),还有的推出了电路更加简单的像图1(c)所示的国内一些厂家的产品,虽然也有的称为“在线互动式”,但在电路结构上区别很大。尽管在市电模式下的输出电压也是正弦波,但在电池模式下的输出电压就是准方波了,这完全是后备式UPS输出波形的特征;再有就是它的补偿绕组电压也是不稳定的,因为它来自市电变压器而不是内部逆变器,如图1(c)所示,这个电压是随着市电波动而变化的,补偿效果就不如图1(a)和(b)了。至于能不能具有上述的在线式的结果还有待于证实。
三、在线互动式UPS的市场前景
从上面的讨论可以看出,在线互动式UPS是一款很有前途的节能产品,这也正好符合了当前节能减排的国策,再加上输入功率因数高、输入电压范围大等具有了高频机UPS的特点、电池充电速度快、失效电池更换手段简单迅速、RJ-45串口、USB、多功能通讯插槽、可复位式过载保护器、感知市电波动灵敏度可调、用户通过操控面板除了可以了解设备运行状态、进行开/关机、自检外,还可查询设备运行参数、事件堆栈,并对设备进行参数设置,等等这些特点给用户带来了极大的方便,这些也正是用户所喜闻乐见的。
像SUA1000ICH-45这类在线互动式UPS技术和产品以前是一枝独秀,而现在已扩展到百花齐放,这已充分显示了它的市场生命力和前景是无容置疑的。