专 辑 驱 动 装 置 与 电 源 技 术

富 士 时 报 Vol.C1 No.1 2009
电 源 技 术 在 能 源 与 环 境 解 决 方 案 中 的 应 用
当 直 接 供 电 的 电 源 与 不 间 断 电 源 存 在 不 匹 配 的 输 入 电 源 有 区
别 时 , 则 需 要 在 不 同 的 接 地 系 统 之 间 进 行 切 换 操 作 。 此 时 ,
切 换 动 作 将 通 过 不 间 断 电 源 的 电 池 进 行 。
⑵ UPS8000D 系 列 /UPS8100D 系 列 的 特 征
以 往 的 不 间 断 电 源 是 先 将 交 流 电 源 转 成 直 流 , 再 将 直 流
转 成 交 流 的 方 法 。 这 样 的 方 式 下 输 出 的 最 终 电 流 会 产 生 较 大
损 耗 。 此 外 , 即 便 将 绝 缘 变 压 器 取 消 , 对 电 源 进 行 转 换 的 部
分 仍 会 占 用 一 部 分 功 率 , 而 这 部 分 功 率 的 大 小 不 可 忽 略 。
为 防 止 电 源 转 换 过 程 中 产 生 的 效 率 下 降 的 现 象 , 富 士
电 机 采 用 了 控 制 直 接 输 入 电 源 技 术 。 这 样 , 不 间 断 电 源 就
能 提 供 负 荷 设 备 所 需 的 电 源 , 同 时 还 能 将 效 率 提 高 至 98%
(500 kVA 型 ,ECO 模 式 下 ), 将 损 耗 降 低 至 原 来 的 78%。
如 图 1 所 示 , 在 一 般 运 行 状 况 下 , 上 述 产 品 将 对 输 入 电
源 进 行 AVR( 自 动 电 压 调 整 期 ) 补 偿 与 活 动 过 滤 器 补 偿 , 以
确 保 输 入 至 负 荷 器 件 的 电 源 的 稳 定 性 。 在 商 用 电 源 当 发 生 停
电 或 电 压 瞬 低 时 , 不 间 断 电 源 将 自 动 切 换 成 电 池 供 电 模 式 ,
以 确 保 稳 定 供 电 。
在 切 换 过 程 中 , 过 渡 电 压 的 特 性 如 图 2 所 示 。 此 时
UPS8000D 系 列 产 品 达 到 了 JEC-2433 所 规 定 的 最 严 格
的 1 级 标 准 , 并 具 有 与 常 用 变 频 器 供 电 方 式 相 同 的 特 性 。
本 产 品 系 列 包 括 两 种 , 一 种 是 规 格 大 于 100 kVA 的
不 间 断 电 源 8000D 系 列 , 另 一 种 则 是 不 具 有 AVR 功 能 的 、
低 于 75 kVA 的 UPS8100D 系 列 。
通 常 , 供 电 以 商 用 电 源 为 主 体 。 而 当 不 间 断 电 源 发 生 故
障 , 或 者 发 生 其 他 状 况 时 , 一 般 都 会 将 电 源 切 换 至 同 一 个 商
用 电 源 。 若 是 并 联 冗 长 系 统 , 则 不 会 有 问 题 , 但 在 待 机 冗 长
系 统 或 输 入 电 源 与 直 送 型 电 源 不 同 的 系 统 时 , 则 不 能 进 行 切
换 。2009 年 , 富 士 电 机 将 计 划 改 进 上 述 功 能 , 使 之 也 适 用
于 网 络 数 据 中 心 领 域 中 已 逐 渐 成 为 主 流 的 待 机 冗 长 方 式 , 进
一 步 扩 大 产 品 的 适 用 范 围 。
表 1 所 示 为 以 往 的 UPS6000D 系 列 产 品 与 这 里 介 绍 的
UPS7000D 以 及 UPS8000D 系 列 产 品 的 特 征 的 比 较 。 在
系 统 对 应 方 面 , 如 表 2 所 示 , 以 往 的 系 列 产 品 所 对 应 的 设 备
与 新 产 品 也 可 同 样 对 应 。
2.2 IT 设 备 领 域 的 研 发
电 脑 与 服 务 器 等 器 件 内 都 有 将 100 V 或 200 V 的 交 流
电 转 换 为 直 流 供 电 给 CPU 及 存 储 器 供 电 的 小 型 电 源 , 而 这
些 小 型 电 源 必 须 。
如 图 3 所 示 , 以 往 的 CPU、 存 储 器 等 设 备 的 操 作 电 压
为 3.3 V 与 5 V。 当 时 的 供 电 方 式 是 集 中 供 电 , 电 源 及 设 备
的 主 板 之 间 通 过 导 线 进 行 连 接 。
而 最 近 , 电 脑 与 服 务 器 的 运 行 电 压 降 至 1 V 左 右 , 配
线 与 主 板 的 配 线 方 式 也 会 对 电 感 有 影 响 , 并 阻 碍 负 荷 的 运
作 。 为 解 决 这 一 问 题 , 如 图 4 所 示 , 设 置 一 个 前 端 电 源 , 将
交 流 输 入 先 转 成 12 V 或 48 V 的 直 流 电 。 在 后 端 处 还 配 备
了 DC/DC 变 换 器 , 负 荷 尽 可 能 相 近 , 从 而 减 小 电 感 所 受 到
的 影 响 。 这 种 技 术 被 称 为 分 散 供 电 方 式 。
与 集 中 供 电 方 式 相 比 , 分 散 供 电 方 式 的 变 换 器 级 数 较 多
( 串 联 部 位 数 量 )。 因 此 , 分 散 供 电 方 式 的 变 换 效 率 较 差 , 不
利 于 节 能 。 然 而 , 客 户 却 要 求 分 散 供 电 器 件 具 有 与 集 中 供 电
器 件 相 同 、 甚 至 更 高 的 电 源 效 率 。 这 一 电 源 效 率 的 指 标 必
须 满 足 一 些 相 关 标 准 , 这 些 标 准 包 括 了 国 际 能 源 之 星 计 划
(Energy star)( 参 考 40 页 的 《 解 说 2》) 与 CSCI(Climate
Savers Computing Initiative)( 参 考 40 页 的 《 解 说 2》)。
为 满 足 上 述 规 定 , 富 士 电 机 进 行 了 新 产 品 的 研 发 。 这 些
产 品 中 包 括 变 换 电 路 、 开 关 元 件 、 配 线 结 构 等 领 域 中 的 先 进
技 术 。 下 面 是 一 个 关 于 前 端 电 源 及 总 线 变 频 器 的 例 子 。
⑴ 前 端 电 源
图 3 以 往 的 集 中 供 电 方 式
专
辑
表 2
单
击
不 间 断 电 源 各 个 系 列 的 系 统 相 应 比 较
项 目 ( 概 念 图 ) ( 注 1)
UPS6000D
系 列
( 以 往 机 型 )
UPS7000D
系 列
UPS8000D
系 列
○ ○ ○
并
联
冗
长
○ ○ ○
图 4 分 散 供 电 方 式 举 例
待
机
冗
长
○ ○ ○
( 注 2)
( 注 1) 在 500 kVA、415 V、50 Hz 机 型 上 进 行 的 比 较
( 注 2) 预 计 在 2009 年 度 开 始 实 现 功 能 对 应
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