信息设备供电电源现状与发展趋势

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1、信息设备供电电源现状与发展趋势　　【摘要】本文对当前信息设备的主要供电方式进行了较全面的阐述与分析。结合多年的信息设备电源运行管理经验，对传统主流的不间断交流UPS供电及新兴的240V高压直流供电进行比较分析后得出：高压直流供电在可靠性、安全性、能源利用率等多个方面比传统UPS有很突出的优势。针对交流感性负载的特定场合，本文最后还提出应用一种可并联的工频逆变器来解决，这可同时弥补高压直流和传统UPS在这方面的不足。【关键词】交流UPS240V高压直流交流并联工频逆变器传统的不间断交流UPS为信息设备可靠供电提供了一种有效的解决方案，但同时也存在一些突出的问题，高压直流

2、供电相对于传统的UPS而言有突出的优势，可以提供一种新的供电模式。1不间断交流UPS供电现状分析信息设备发展至今，一直采用交流UPS电源系统供电或低压直流系统（-48V）供电。但近年来，随着计算机网络的迅速普及和数据业务的快速发展，特别是IDC业务的快速发展，传统的UPS供电模式的安全性、经济性等方面凸现的问题越来越多。71.1不间断交流UPS供电的优缺点7有较成熟的技术和产品，应用也很普遍，被用户广泛接受，这是交流UPS的优点。但是传统交流UPS供电系统有其无法克服的弊端：（1）可靠性低。不间断交流UPS电源系统，有很多不可备份的系统单点故障点，比如同步锁相板、静态

3、开关、输出切换开关、逆变器等，这些单点故障点，都可能导致整个通信系统“掉电”瘫痪。即使采用相对可靠的串联热备份系统，切换电路的单点故障也容易造成整个通信系统“掉电”瘫痪，尤其是瞬间过载的容错能力差，一旦主机过载保护切换到备机，备机由于瞬间浪涌也同时过载保护自动切换到旁路，对于过去有人值守的机房可以立即人工处理，但现在普遍采用机房无人值守，一旦发生故障，恢复时间较长，危害很大。（2）效率低，能耗高。由于UPS中采用了逆变器，相比240V高压直流供电，这是多出的一级能量变换，也就多消耗了一级变换产生的能量，因此降低了UPS的效率。如果UPS采用1+1并机备份的系统，满载工

4、作时的理论单机负载率才50%，实际中UPS系统的负载率比满载低，约在30%左右，而UPS的效率与负载率是紧密相关的，负载率越高效率越高，通常UPS效率会远低于240V直流供电系统的效率。在通信电源系统中，系统本身消耗的绝大部分能量都将以热量形式散发在机房中，这些热量全都要靠空调系统的制冷功能来维持机房的热平衡，这也就增加了空调的能耗。因此，因使用UPS的综合能耗更高。（3）维护难，扩容难，投资大。随着通信技术的不断发展，数据通信逐渐成为主体已经成为不争的事实。在网的程控交换必然逐步退网，并且随着数据业务比重逐步增大，按照现在的设备供电模式，会有大量的在网UPS系统扩容

5、、大量新的UPS系统投入运行。因为UPS扩容涉及到电源的频率、电压、相序、相位、波形等问题，不像直流电源系统扩容只关注电压一个参数，这使得UPS初期建设时就需按最大容量进行建设投资。否则，每一次UPS在线扩容都是一次巨大的风险操作，甚至可能因为UPS制造商产品更新换代使得UPS扩容不可能，使得UPS单台故障时没有设备替换。按照现在的运行状态和维护模式，发生巨大灾难的“掉电”事件将频频引发。当UPS出现故障时，经专业技术人员才能进行维修，且维修技术复杂，时间长，测试困难。1.2不间断交流UPS供电的能效分析7因业务的发展是一个渐进的过程，兼顾到建设周期和业务发展规划，这

6、就要求UPS在投资建设初期就得考虑容量最大化，这使得不间断交流UPS在实际使用中的平均使用效率只有20-30%。这个能耗指标在过去通信业务以语音业务为主、数据业务比重很小的时代，信息设备耗能的绝对值很小，UPS系统效率低下往往被人们忽视。而目前正处在数据业务迅猛发展时期，数据业务将渐渐变为主流业务，信息设备的能耗越来越受重视，显然，这种低效率是无法忍受的。2新兴供电方式探索高压直流对信息设备供电，改变了传统的供电模式，高压直流供电以一个全新的理念注入通信电源行业，受到业界的高度关注，尤其是经济效益和社会效益显著，相信很快会被通信运营商和信息行业接受。目前国内通信用24

7、0V直流供电系统是依据YDT2378-2011《通信用240V直流供电系统》设计的。2.1直流代替交流供电的理论依据IT设备内部电源是一个可靠性很高的独立模块。对于功能强、使用在重要场合的服务器或小型机，均配置两个及两个以上的模块并联运行。（图1）是IT设备工作原理示意图。从图1中可以看出，虽然IT设备输入是交流电源，但核心部分还是DC/DC变换电路。我们只要输入一个范围合适的直流电压，就同样能满足IT设备工作。由此就可消除交流供电引起的一切不利因素。如果将输入的直流配上蓄电池，辅以远程监控，构成一个可靠的直流供电系统，就可取代UPS交流供电系统。通