白皮書
摘要
低于 5000VA 的 UPS 系統(tǒng)均采用下面兩種基本設(shè)計(jì)方案：在線互動(dòng)式和雙轉(zhuǎn)換在線式。本白皮書將介紹各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并著重陳述人們在實(shí)際應(yīng)用需求方面的一些常見誤區(qū)。
簡介
用于判別購買哪種 UPS 的絕大多數(shù)因素都很直觀也容易理解：比如電池備用時(shí)間、成本、尺寸、制造商、輸出插座數(shù)量、可管理性等等。但是，還有一些不很直觀的因素不太容易理解。其中不容易理解的、也是目前討論多的一個(gè)因素是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。UPS 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（內(nèi)部設(shè)計(jì)）影響著 UPS 在各種環(huán)境中的工作方式。
由于存在一些言論宣稱某些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性能出眾對(duì)于任務(wù)關(guān)鍵應(yīng)用來說絕必不可少，因此會(huì)對(duì)選擇正確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)造成誤導(dǎo)。因?yàn)檫@些言論通常來自于制造商，以便推銷它們所宣稱的“性能出眾”的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以很難單獨(dú)根據(jù)這樣的聲明來作出明智的決策。發(fā)布本白皮書的目的就是為了客觀地說明以下兩種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：在線互動(dòng)式和雙轉(zhuǎn)換在線式。
功率范圍的高端和低端，很少有人爭論這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。 高于 5000VA 時(shí)，由于其較大規(guī)模和較高成本，在線互動(dòng)式從經(jīng)驗(yàn)來看是不切實(shí)際的。在低端（低于 750VA），由于其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（包括在線互動(dòng)式）對(duì)于較小負(fù)載更加實(shí)用，雙轉(zhuǎn)換在線很少被考慮。
雙轉(zhuǎn)換在線與在線互動(dòng)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的爭論通常集中在 750VA 到 5000VA 功率范圍內(nèi)。在此范圍內(nèi)，每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)于另外一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言在功能和經(jīng)濟(jì)性方面并不具有突出優(yōu)勢，要根據(jù)具體安裝情況進(jìn)行分析。雖然在線互動(dòng)式已經(jīng)成為此功率范圍內(nèi)生產(chǎn)數(shù)量多、部署廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但隨著半導(dǎo)體技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展，雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 的價(jià)格已大幅下降，相對(duì)于在線交換式的價(jià)格劣勢已不明顯，這就使得在兩者之間做出選擇要比過去困難得多。要在這種“交疊”的局面中選擇佳的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就需要對(duì)每一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評(píng)定。
了解您的應(yīng)用環(huán)境
出關(guān)于 UPS 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的任何決定之前，了解被保護(hù)設(shè)備的要求以及 UPS 將要安裝的環(huán)境至關(guān)重要。在得出哪種 UPS 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能更好地滿足應(yīng)用要求的明智結(jié)論之前，了解這些基本要求是必不可少的。
IT 設(shè)備和 AC 電源：開關(guān)式電源 (SMPS)
通常以交流電 (AC) 形式傳輸，無論市電還是備用發(fā)電機(jī)。AC 電壓在正負(fù)之間變換（理想狀態(tài)為完美的正弦波），每個(gè)周期通過兩次零電壓。雖然肉眼可能注意不到，但是在電壓穿過零點(diǎn)轉(zhuǎn)變極性時(shí)，連接到市電的燈泡實(shí)際上會(huì)每秒閃爍 100 或 120 次（分別針對(duì)于 50 或 60 周波的交流電）。
設(shè)備是如何使用交流電為其處理電路提供電源的？在線路電壓轉(zhuǎn)變極性時(shí)它是否同樣會(huì)每秒“關(guān)閉”100 次（或更多）呢？很明顯，此處存在一個(gè) IT 設(shè)備必須解決的問題。實(shí)際上所有現(xiàn)代 IT 設(shè)備解決此問題的方法等）的 AC 電壓轉(zhuǎn)換為平穩(wěn)的 DC（直流）電壓。這個(gè)過程會(huì)對(duì)能量存儲(chǔ)元件（稱為電容）進(jìn)行充電，電容位于 AC 輸入和其他電源組件之間。該電容在正弦波到達(dá)或接近其峰值（正峰值和負(fù)峰值）時(shí)由 AC 輸入進(jìn)行充電（每個(gè) AC 周波有兩次脈沖），并且會(huì)在下游 IT 處理電路要求的任意值進(jìn)行放電。在電容的整個(gè)設(shè)計(jì)生命周期中，它都是在吸收這些正常 AC 脈沖以及異常電壓尖峰脈沖。因此，與閃爍的燈泡不同，IT 設(shè)備運(yùn)行在穩(wěn)定的DC 上，而不是運(yùn)行在城市電網(wǎng)中脈沖式的 AC 上。
討論還遠(yuǎn)沒有結(jié)束。微電子電路需要非常低的 DC 電壓（3.3V，5V，12V 等），但是通過剛才提到的電容的電壓高達(dá) 400V。SMPS 還會(huì)將這種高電壓 DC 精密轉(zhuǎn)換為低電壓 DC 輸出。在此降壓過程中，SMPS 會(huì)執(zhí)行另一項(xiàng)重要的功能：提供電流隔離。電流隔離是將電路物理隔離，以便實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的。首要目的是安全 － 防止觸電。第二個(gè)目的是防止設(shè)備受損，或防止由共模（接地）電壓或噪音所導(dǎo)致的故障。有關(guān)接地和共模電壓的信息，請參閱 APC 第 9 號(hào)白皮書“計(jì)算機(jī)的共模磁化系數(shù)”和第 21 號(hào)白皮書“零線的事實(shí)和神話”。
圖 1 說明了一套由 UPS 保護(hù)的 IT 設(shè)備（本示例中為一臺(tái)服務(wù)器）。同時(shí)展示了該服務(wù)器的內(nèi)部組件（包括 SMPS）。
SMPS 使 AC 輸入正弦波峰值之間的電壓過渡變得平緩，并以同樣的方式使 AC 供電異常和短暫中斷時(shí)的電壓變化變得平緩。這是一項(xiàng)對(duì) IT 設(shè)備制造商非常重要的功能，因?yàn)橹圃焐滩幌Ｍ湓O(shè)備不能正常運(yùn)行僅僅是因?yàn)榉浅＜?xì)微的AC異常。如果電源的質(zhì)量或性能使其不能經(jīng)受微小的 AC 線路異常，IT 設(shè)備制造商就等于拿自己的聲譽(yù)來冒險(xiǎn)。對(duì)于更高 級(jí)別別的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算設(shè)備更是如此，因此這種設(shè)備通常內(nèi)置有更高質(zhì)量的電源。
為了說明這種承受能力，通常將計(jì)算機(jī)電源連接大容量負(fù)載，然后斷開 AC 輸入。監(jiān)控電源的輸出以確定在沒有 AC 輸入后可接受輸出電壓可以繼續(xù)提供多長時(shí)間。結(jié)果如圖 2 所示。顯示的波形分別是電源的輸入電壓、輸入電流和 DC 輸出電壓。
在斷開輸入電壓之前，圖 2 中左側(cè)的輸入電壓是正弦波。輸入電流（平滑電壓曲線下的尖峰脈沖軌跡）由輸入電壓正向峰值處的短脈沖和負(fù)向峰值處的另一短脈沖組成。只有在這些電流脈沖期間，SMPS 的電容才會(huì)進(jìn)行充電。其余時(shí)間，電容會(huì)為處理電路供電。
圖2 中的上部軌跡是 SMPS 輸出的 DC 電壓。請注意，輸出電壓還會(huì)在 AC 輸入斷開后的 18 毫秒內(nèi)保持精準(zhǔn)調(diào)控狀態(tài)。APC 已經(jīng)
對(duì)不同計(jì)算機(jī)和其他 IT 設(shè)備制造商的各種電源進(jìn)行了測試，所得結(jié)果類似。電源連接小容量負(fù)載時(shí)，由于電容放電較慢，承受時(shí)間將會(huì)長得多
我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到 SMPS 必須承受短暫的電源擾動(dòng)從而能夠從正弦 AC 輸入電壓獲得電能。但“短暫”到底是多少？
圖 3 顯示了 IEC 62040-3 的規(guī)定。它定義有關(guān) SMPS 負(fù)載可以接受的 UPS 輸出電壓擾動(dòng)的大小和持續(xù)時(shí)間限制。如下面以陰影表示的“舒適區(qū)域”的形狀所示，瞬變電壓的變化幅度越小，UPS輸出可以承受的持續(xù)時(shí)間就越長。請注意，該標(biāo)準(zhǔn)允許持續(xù)存在的電壓變化范圍相當(dāng)大，標(biāo)稱為 +10% 到–20%。換句話說，UPS 輸出電壓可以在這個(gè)范圍內(nèi)持續(xù)變化（無時(shí)間長短限制），而不會(huì)破壞 SMPS 的正常運(yùn)行；這是因?yàn)?SMPS 的類似標(biāo)準(zhǔn)要求承受的輸入異常范圍甚至大于允許的 UPS 輸出范圍。
根據(jù)圖 3，標(biāo)稱輸出為 120V 交流電壓的 UPS 的兼容性要求 如下： 如果持續(xù)時(shí)間大為 1 毫秒，UPS 輸出電壓可以高達(dá) 240V。
如果持續(xù)時(shí)間大為 10 毫秒，UPS 輸出電壓可以為零！
如果持續(xù)時(shí)間大為 100 毫秒，允許出現(xiàn)輕微的電壓波動(dòng)（或高或低），允 許的持續(xù)時(shí)間取決于波動(dòng)的幅度
如果持續(xù)時(shí)間超過 100 毫秒（包括持續(xù)工作），UPS 輸出電壓必須保持在 96V 到 132V 之間。
在世界上的大多數(shù)國家/地區(qū)，除了一些新興市場國家/地區(qū)，電力都是相對(duì)穩(wěn)定的。人們通常碰到的電壓變化多在標(biāo)稱值的上下5% 之間，位于圖 3 所示的允許電壓變化范圍內(nèi)。因?yàn)?SMPS 可以從具有這些特性的 AC電源中獲取電能，它為要求使用普通市電電壓的接口穩(wěn)定性提供了可靠保證。
總結(jié)起來，SMPS 具有下列優(yōu)點(diǎn)：
它們可以接受輸入電壓和頻率的大范圍變化，而不會(huì)降低性能。
它們在其 AC 輸入和 DC 輸出之間具有內(nèi)置的電流隔離裝置，因此不需要采用輸入共模（零線接地）隔離措施。
它們可以接受明顯的輸入電壓失真，而不會(huì)降低服務(wù)壽命或可靠性。
它們具有內(nèi)置的“承受”時(shí)間，可以容忍短暫的電源中斷。
了解您可以選擇的 UPS 方案
后備式
在線互動(dòng)式
待機(jī)-鐵磁共振
雙轉(zhuǎn)換在線式
Delta 轉(zhuǎn)換在線式
在 750VA 到 5000VA 的功率范圍內(nèi)，幾乎所有已銷售用于當(dāng)今 IT 應(yīng)用的 UPS都是在線互動(dòng)式或雙轉(zhuǎn)換在線式。其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在此功率段內(nèi)不常見，其原因不在本文所討論的范圍內(nèi)。
在線互動(dòng)式 UPS
在線互動(dòng)式 UPS 調(diào)整來自市電的 AC 電源并使其達(dá)到要求，通常只使用一個(gè)主要電源轉(zhuǎn)換器。圖 4 說明了IEC 標(biāo)準(zhǔn) 62040-3對(duì)此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)描述。
當(dāng)存在 AC 輸入時(shí)，圖 4 中的“電源接口”方塊過濾 AC 電源、抑止電壓尖峰脈沖，并提供足夠的電壓調(diào)節(jié)能力在前面討論的規(guī)定范圍內(nèi)正常運(yùn)行。這通常都是由無源濾波器組件和抽頭變壓器實(shí)現(xiàn)的。主電源轉(zhuǎn)換器（“逆變器”方塊）會(huì)在 AC 線路存在電壓時(shí)分流部分 AC 輸入功率以保證電池完全充電。所消耗的功率通常不到 UPS 額定功率的 10%，因此在該工作模式下這些組件會(huì)保持較低溫度。例如，在額定功率為 3000 瓦的在線互動(dòng)式 UPS 中，逆變器方塊在對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)所消耗的功率僅為 300 瓦（其容量的1/10）或更小在有 AC 輸入時(shí)，針對(duì)滿負(fù)荷運(yùn)行而設(shè)計(jì)的許多組件其工作溫度僅稍高于環(huán)境溫度，這也是常用的工作模式。當(dāng) AC 線路電壓跌落到電源接口輸入范圍之外時(shí)，逆變器利用電池中的電能為 AC 輸出供電。電源接口的輸入電壓范圍通常是固定的，通常為標(biāo)稱值的 -30% 到 +15%。例如，標(biāo)稱輸出電壓為 120V 的在線互動(dòng)式 UPS會(huì)在輸入從 84V 到 138V 變化時(shí)保持其輸出為 107V 到 127V。
關(guān)于在線互動(dòng)式 UPS 運(yùn)行的一個(gè)很小但卻非常重要的因素是，在過濾并調(diào)整提供給負(fù)載的電壓時(shí)，它并沒有改變負(fù)載所獲取電流的波形。因此，如果負(fù)載使用帶功率因數(shù)校正 (PFC) 功能的 SMPS，在線互動(dòng)式 UPS 將不會(huì)影響或干擾功率因數(shù)校正。如果負(fù)載SMPS 沒有功率因數(shù)校正并在峰值時(shí)獲取其電流（如圖 2 所示），在線互動(dòng)式 UPS 也將不會(huì)改變或“校正”該波形。
理論上講，由于組件很少并且主電源轉(zhuǎn)換器（圖 4 中的“逆變器”方塊）處于冷態(tài)運(yùn)行，這有助于延長使用壽命和提高可靠性。然而，實(shí)際上可靠性通常是由其他一些因素決定的，將在后面“可靠性因素”部分中予以說明。由于其低廉的成本和耐用性，在線互動(dòng)式 UPS 已經(jīng)在世界范圍內(nèi)數(shù)以百萬計(jì)的 IT 安裝環(huán)境中成功采用。
要考慮的因素（在線互動(dòng)式）：
在發(fā)展中國家/地區(qū)或其他基礎(chǔ)設(shè)施不夠發(fā)達(dá)的國家/地區(qū)，由于 AC 線路電壓不穩(wěn)定，波動(dòng)很大或者高度失真，在線互動(dòng)式 UPS可能會(huì)在1天內(nèi)切換到電池供電一到兩次（或更多次）。由于在線互動(dòng)式設(shè)計(jì)方案存在一定程度的能力限制，無法阻止大幅度的電源波動(dòng)和嚴(yán)重失真到達(dá)負(fù)載，因此只能斷開 AC 供電并轉(zhuǎn)換到電池供電。盡管在線互動(dòng)式 UPS 可以使用電池提供符合 IEC 限制（圖3）的輸出電壓，但是頻繁使用電池將會(huì)降低電池容量，長時(shí)間斷電時(shí)只能提供較短的運(yùn)行時(shí)間。并且，即使電池沒有由于放電而耗盡，頻繁使用也可能會(huì)導(dǎo)致電池需要經(jīng)常更換。
在線互動(dòng)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：
較低的電能損耗（運(yùn)行成本低）— 在存在可接受的 AC 輸入由于無需執(zhí)行太多的電源轉(zhuǎn)換，因此效率很高。
理論上講，具有更高的可靠性 — 組件數(shù)量較少，工作溫度較低。（請參閱后面的“可靠性因素”部分。）
設(shè)備本身的熱負(fù)載很小 — UPS 只產(chǎn)生很少的熱量。
要考慮的因素：
對(duì)于下列安裝環(huán)境來說，可能并不適合選擇在線互動(dòng)式UPS
AC 電源不穩(wěn)定或者高度失真，因?yàn)橐l繁使用電池電源以保證 UPS 輸出符 合規(guī)范要求。
需要進(jìn)行功率因數(shù)校正 (PFC)，但負(fù)載設(shè)備不提供此功能。
雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS
正如其名稱所示，雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 會(huì)進(jìn)行兩次電源轉(zhuǎn)換。首先，將 AC 輸入（包括所有電壓尖峰脈沖、失真和其他異常）轉(zhuǎn)換為DC。如前文所述，這一點(diǎn)與 IT 設(shè)備中 SMPS 的工作方式非常相似。就像 SMPS 那樣，雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 使用電容來穩(wěn)定 DC電壓并存儲(chǔ)從 AC 輸入獲取的電能。然后，在 UPS 的精密調(diào)控下將 DC 重新轉(zhuǎn)換為 AC。這種 AC 輸出甚至可以具有與 AC 輸入不同的頻率，這一點(diǎn)是在線互動(dòng)式 UPS無法實(shí)現(xiàn)的。在存在 AC 輸入時(shí)，為負(fù)載設(shè)備提供的所有電源都經(jīng)過這種雙轉(zhuǎn)換過程。
當(dāng) AC 輸入超出指定范圍時(shí)，UPS 會(huì)從電池獲取電能，這樣 UPS 輸出就不會(huì)受到影響。在大多數(shù)雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)方案中，這種發(fā)生在 UPS 內(nèi)部的 AC 輸入和電池之間的轉(zhuǎn)換需要數(shù)毫秒的時(shí)間。同樣，在這些轉(zhuǎn)換過程中，也是由“DC 鏈路”（請參閱圖 5）中的電容將存儲(chǔ)的能量提供給逆變器。因此，即使進(jìn)入“DC 鏈路”的電源出現(xiàn)短暫中斷，UPS 輸出電壓也不會(huì)受到影響，可以持續(xù)供電。
在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，幾乎都會(huì)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中包含獨(dú)立的電池充電電路，因此雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 通常至少有三個(gè)電源轉(zhuǎn)換過程。圖 5 根據(jù)IEC 標(biāo)準(zhǔn) 62040-3 對(duì)此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。
除了執(zhí)行 AC 到 DC 轉(zhuǎn)換外，整流器部分還提供了功率因數(shù)校正 (PFC) 功能，這意味著它從 AC 線路上以平滑正弦波獲取電流，而不是以脈沖形式（請參閱圖 2 了解非 PFC 輸入電流的情況）。由于 PFC 可以“校正”輸入電流波形，因此獲取較少的電流，同時(shí)可以減少高頻諧波。即使由 UPS 供電的 IT 設(shè)備以脈沖（非PFC）形式獲取電流也是一樣。有關(guān)功率因數(shù)校正和零線諧波的詳細(xì)信息，請參閱 APC 第 26 號(hào)白皮書“諧波和零線過載的危害”。
滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，雙轉(zhuǎn)換在線式可接受的 AC 輸入電壓范圍與在線互動(dòng)式可接受的 AC 輸入電壓范圍類似。然而，與在線互動(dòng)式不同，如果 UPS 沒有滿負(fù)荷運(yùn)行，雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 可以在更低的輸入電壓下運(yùn)行。對(duì)于典型的 120V 雙轉(zhuǎn)換 UPS 而言，這意味著即使輸入電壓低至標(biāo)稱值的 50% (60V)，它也能夠以很小的負(fù)載從 AC 電源運(yùn)行。盡管這是在線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)極富吸引力的特性，但是因?yàn)檫@樣的長期擾動(dòng)極其少見，并且實(shí)際負(fù)載條件變化多端，所以很少使用（更多的是用于演示）。對(duì)于任何給定的電源容量，在線式 UPS 通常比在線互動(dòng)式 UPS 的體積要小。盡管它具有更多的組件（通常有三倍之多），但這些組件卻很小。對(duì)于高于 2200VA 的大型電源裝置來說更是如此，并且與實(shí)時(shí)可擴(kuò)展的在線互動(dòng)式 UPS 相比也是如此。
在線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常包含旁路電路，以便在長時(shí)間過載或者某個(gè)雙轉(zhuǎn)換電路出現(xiàn)問題時(shí)使用。在旁路和逆變器工作模式之間的轉(zhuǎn)換通常存在數(shù)毫秒的輸出下降，與在線互動(dòng)式 UPS 轉(zhuǎn)換到電池的情形類似。結(jié)果是，大多數(shù)在線式裝置依賴于 SMPS 來承受這些UPS 輸出擾動(dòng)。對(duì)于在線互動(dòng)式裝置，只要 UPS 輸出中斷位于圖3 顯示的規(guī)定范圍內(nèi)就不會(huì)出現(xiàn)問題。
要考慮的因素（雙轉(zhuǎn)換在線式）
在線式電源轉(zhuǎn)換過程需要連續(xù)運(yùn)行以為其負(fù)載提供經(jīng)精密調(diào)控的輸出電壓，高可承載等于其總額定功率的負(fù)載大小。但是，這種性能的提高也帶來了相關(guān)成本的增長。由于采用了多個(gè)供電過程，典型雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 與典型在線互動(dòng)式 UPS 相比具有更多的組件。因?yàn)檫@些組件要連續(xù)處理負(fù)載設(shè)備所獲取的全部電能，在存在 AC 輸入的情況下，它們的溫度通常要高于在線互動(dòng)式 UPS中的組件溫度。理論上講，持續(xù)運(yùn)行模, 式和較高的溫度會(huì)降低UPS 中組件的可靠性。然而，實(shí)際上可靠性通常是由其他一些因素決定的，將在后面“可靠性因素”部分中予以說明。
要考慮的另一個(gè)因素是長期運(yùn)行雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 需要消耗額外的能量。與在線互動(dòng)式 UPS 的 96% 到98% 相比，根據(jù)設(shè)計(jì)方案的不同，雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 的連續(xù)運(yùn)行效率在 85% 到 92% 之間。例如，效率為 90% 的 1000W UPS，在滿負(fù)荷情況下會(huì)連續(xù)損耗 100W 的電能。平均每年大約需要支付 100 美元的額外電力成本。除了電力成本之外，還必須從環(huán)境中去除這 100W 的熱能，從而產(chǎn)生額外的制冷成本，制冷成本因制冷系統(tǒng)的效率而異。這看起來可能不是很多，但考慮到企業(yè)中眾多 UPS 的所有損耗總和，甚至單個(gè)UPS 在整個(gè)生命周期內(nèi)總的能量損耗時(shí)，它將成為影響 UPS 總擁有成本的一個(gè)重要因素。比較顯示，相同負(fù)載下在線互動(dòng)式UPS 可減少負(fù)載功率三分之一的能量成本。
雙轉(zhuǎn)換在線式的優(yōu)點(diǎn)：
當(dāng)輸入電壓高度失真或大幅波動(dòng)時(shí)，可以減少從電池運(yùn)行的時(shí)間。無論負(fù)載類型如何，都提供功率因數(shù)校正 (PFC)功能。結(jié)構(gòu)更緊湊、重量更輕，特別是較高功率級(jí)別時(shí)可以調(diào)整輸出頻率，甚至可以執(zhí)行從 50Hz 到60Hz（或者相反）的頻率轉(zhuǎn)換無庸置疑，能夠提供精密調(diào)控的AC 輸出電壓是在線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一大優(yōu)點(diǎn)。但是，如前文所述，由于 SMPS 本身能夠提供電壓調(diào)控能力，
SMPS 并不需要精密調(diào)控的 AC。
要考慮的因素：
雙轉(zhuǎn)換在線式包含更多在較高溫度下連續(xù)運(yùn)行的組件，在所有其他條件相同的情況下，這些組件的服務(wù)期要短于在線互動(dòng)式中類似部件的服務(wù)期。 雙轉(zhuǎn)換在線式要比在線互動(dòng)式消耗更多的電能，因?yàn)樵诖嬖?AC 輸入時(shí)，它需要連續(xù)地對(duì)輸入的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換，然后輸出。雙轉(zhuǎn)換在線式會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，并將這些熱量釋放到 IT 環(huán)境中。必須采取有效措施去除這些熱量，以減小對(duì)其他系統(tǒng)甚至 UPS 自己電池使用壽命的影響。
可靠性因素
在這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，從理論上說，某些設(shè)計(jì)因素會(huì)提高或降低運(yùn)行壽命和可靠性。對(duì)于在線互動(dòng)式，較少的組件數(shù)量和主供電過程的冷態(tài)運(yùn)行模式都有助于提高運(yùn)行壽命和可靠性。對(duì)于雙轉(zhuǎn)換在線式，持續(xù)執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作和較高的工作溫度都會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行壽命和可靠性的降低。
然而，實(shí)際上可靠性通常由制造商設(shè)計(jì)方案的合理性、UPS 生產(chǎn)工藝規(guī)范性以及所使用組件的質(zhì)量決定，與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無關(guān)。因?yàn)橘|(zhì)量取決于供應(yīng)商，所以就有可能出現(xiàn)高質(zhì)量的雙轉(zhuǎn)換在線設(shè)計(jì)和低質(zhì)量的在線互動(dòng)式設(shè)計(jì)，反之亦然。
比較總結(jié)
下表總結(jié)了在線互動(dòng)式和雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點(diǎn)。
結(jié)論
在功率范圍 750VA 到 5000VA 之間，兩種類型的 UPS 都能夠充分保護(hù) IT 設(shè)備不受電源中斷的影響，因此決定使用哪一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要, 取決于客戶應(yīng)用的具體環(huán)境。
因?yàn)槌跏汲杀?、運(yùn)營費(fèi)用、熱量產(chǎn)生情況和可靠性是所有應(yīng)用都必須考慮的主要因素，這樣看來，我們理所當(dāng)然應(yīng)該選擇在線互動(dòng)式。事實(shí)也是如此，在線互動(dòng)式設(shè)備已成為典型 IT 環(huán)境廣泛采用的高效、可靠設(shè)備。
但是，在特定環(huán)境下，選擇雙轉(zhuǎn)換在線式可能更為合適。特別是在 AC 電源高度失真和/或具有極大電壓變化的地理區(qū)域，雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS 無需頻繁轉(zhuǎn)換到電池供電即可維持正常輸出。較低的電池使用率可以保存電池容量以應(yīng)對(duì)長時(shí)間的斷電事故，并延長電池使用壽命。此外，降低電池更換成本可以抵消在線互動(dòng)式 UPS 低初始成本和低運(yùn)營成本的優(yōu)勢。在某些特殊的情況下可能需要使用雙轉(zhuǎn)換在線式 UPS，比如對(duì)于某些醫(yī)療設(shè)備或儀器，需要進(jìn)行功率因數(shù)校正 (PFC)、要求較小的物理尺寸或需要進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換等等。
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