當今世界的云計算使用量正在增加嫡服，隨時連接到互聯(lián)網(wǎng)是一種常態(tài)薄坏。人們帶著智能手機四處走動，智能手機一直與互聯(lián)網(wǎng)相連范咨。通過流媒體服務盡情享受整季節(jié)目已經(jīng)成為觀看電視節(jié)目的首選方法刹碾。云有這么多廣泛的用途燥撞，我不可能把它們都列在這里。有一件事是肯定的迷帜。所有這些使用互聯(lián)網(wǎng)和云的設備需要非常大的存儲空間和基礎設施物舒。這是數(shù)據(jù)中心的工作。數(shù)據(jù)中心是互聯(lián)網(wǎng)的核心戏锹。為確保這些信息在100％的時間內可用冠胯，數(shù)據(jù)中心是為最大的可靠性而設計的。

不間斷電源（UPS）是每個數(shù)據(jù)中心用來確保服務器和所有敏感計算設備不受電力線干擾和電能質量問題影響的設備之一锦针。

數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中的直流電源

諸如服務器和路由器之類的計算設備都依賴于內部電源來提供運行處理器和外圍設備所需的調節(jié)直流電源荠察。這些電源只能在計算設備易于關閉或過載之前處理電源電壓的某種變化。信息技術產(chǎn)業(yè)委員會（ITI）創(chuàng)建了一條曲線和應用說明奈搜，描述了典型信息技術設備可以忍受的輸入電壓范圍悉盆。它被稱為ITI（CBEMA）曲線。

應用筆記定義了ITI曲線描述的七種電能質量事件馋吗。例如焕盟，曲線顯示大多數(shù)設備能夠承受高達20 ms的電壓降。UPS的設計是為了確保計算設備的輸入電壓在電壓范圍的“功能區(qū)無中斷”范圍內福咙。

不間斷電源的組件

有幾種類型的不間斷電源铣飘，將在下面定義，但所有UPS系統(tǒng)都將使用以下組件般供。

整流器：整流器將輸入交流電轉換為直流電菠贡。該直流電將用于為儲能系統(tǒng)供電。

儲能：每個UPS都會使用某種系統(tǒng)來存儲能量栅告，以防輸入電源故障睛至。這種能量可以以電池、飛輪或超級電容器的形式存儲域抚，是UPS提供不間斷電源的原因治部。

逆變器：逆變器將來自整流器或儲能系統(tǒng)的直流電轉換為負載使用的所需交流電。

不間斷電源的類型

待機/離線：備用UPS有兩種模式涵蔓。在正常運行期間沧蛉，輸入功率直接饋送到輸出負載而沒有濾波。當檢測到斷電時滋遗，固態(tài)開關用于將負載轉移到電池電源蟀思。

線路交互：與備用UPS類似，但能夠根據(jù)過壓和欠壓情況調整輸出溉跃，而無需切換到電池村刨。當檢測到斷電時，固態(tài)開關用于將負載轉移到電池電源撰茎。

在線/雙轉換：在線UPS使用雙轉換電力電子設備嵌牺。在此拓撲中，電池系統(tǒng)始終處于連接狀態(tài)龄糊，無需切換到備用電源逆粹。正常運行的功率流是通過整流器、能量存儲系統(tǒng)以及通過逆變器進行充電的炫惩。

在線雙轉換UPS系統(tǒng)

關鍵數(shù)據(jù)中心通常會使用在線雙轉換UPS系統(tǒng)僻弹。我們已經(jīng)知道在線UPS將配備整流器、儲能系統(tǒng)和逆變器他嚷。為了進一步提高系統(tǒng)的可靠性奢方，還將包括一個內部自動靜態(tài)轉換開關，以實現(xiàn)到旁路電源的轉換爸舒。如果在UPS內檢測到問題或故障蟋字，將自動進行轉移。

關鍵數(shù)據(jù)中心的UPS系統(tǒng)也使用外部維護旁路材又。這是一個開關設備枫须，允許手動將關鍵負載從UPS轉移到旁路電源。手動轉移到外部旁路電源允許完全切斷電源药屠，以便在UPS內部進行安全的維護工作新俗。

UPS冗余需要高正常運行時間

為了滿足數(shù)據(jù)中心的高正常運行時間要求，UPS系統(tǒng)通常采用冗余配置崇旺。

N + 1冗余

讓我們將“N”定義為處理總負載所需的全部UPS容量都鸳。對于簡單冗余难踱，安裝了額外的模塊。在這種多模塊系統(tǒng)中猪楣，每個UPS都能夠提供所需的“N”電源刷络。這被稱為N + 1冗余。

N冗余

企業(yè)級IT設備通常支持雙電源操作象掖。該設備可以連接到多個電源丽优。在數(shù)據(jù)中心，這兩個來源將是獨立的UPS系統(tǒng)腾蔼∈秩ぃ“A側”和“B側”可以為計算機設備供電。每一方都能夠處理100％的負載能力肥荔。這被稱為2N冗余绿渣。

2（N + 1）冗余

這兩個概念也可以結合起來。以具有2N冗余配電系統(tǒng)為例燕耿，不是每側一個模塊UPS怯晕，而是多個模塊。這在每側提供N + 1冗余缸棵。這被稱為2（N + 1）冗余舟茶。

無變壓器多級UPS拓撲

如今，部署在數(shù)據(jù)中心的最先進的UPS系統(tǒng)使用無變壓器的多級拓撲結構堵第。該拓撲結構可確保最高的可靠性和效率吧凉。制造商也開始使用寬帶隙晶體管，如碳化硅（SiC）踏志。這在雙轉換模式下將UPS系統(tǒng)的效率提高了98％阀捅。

總結

隨著互聯(lián)網(wǎng)使用量日益增加，越來越多的數(shù)據(jù)中心正在建設中针余。UPS系統(tǒng)是確保數(shù)據(jù)中心內的每臺計算機始終運行的核心芳倒。下次當你播放你最喜歡的節(jié)目時，請記住所有信息都是通過UPS不間斷提供的标宪。

華葆金武士UPS電源2020.5.5