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1. UPS不間斷電源原理—簡(jiǎn)介

　　UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)電源也稱(chēng)不間斷電源，一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。從嚴(yán)格意義上講，UPS不是一種電源，它不是依靠能量形式的轉(zhuǎn)換來(lái)提供電能，它只是提供一種兩路電源之間無(wú)間斷相互切換的機(jī)會(huì)，這才是UPS的主要設(shè)計(jì)思想。

　　顧名思義UPS電源，它就是一臺(tái)這樣的機(jī)器，當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷( 事故停電 )時(shí), UPS 立即將機(jī)內(nèi)電池的電能,通過(guò)逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。

　　總結(jié)：UPS在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的主要作用有兩個(gè)：一是應(yīng)急使用，就是防止突然斷電，影響用電設(shè)備的正常工作，以及給計(jì)算機(jī)造成傷害。第二個(gè)作用是可以?xún)艋娫矗羰须娚系碾娪俊㈦姶鸥蓴_、瞬時(shí)的高低電壓、電線(xiàn)噪聲、或是頻率偏移等“電源污染”，改善我們的用電質(zhì)量，為我們的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及精密用電設(shè)備提供高質(zhì)量的電源。

2. UPS不間斷電源原理—組成

　　從構(gòu)造上來(lái)說(shuō)，UPS電源主要可以由蓄電池、逆變器、整流器和靜態(tài)開(kāi)關(guān)等主要的幾個(gè)部分組成。

　　1) 蓄電池：主要是作為UPS電源儲(chǔ)存電能的裝置，它有若干個(gè)電池串聯(lián)而成，它容量的大小決定了可應(yīng)急用電時(shí)間的長(zhǎng)短。它最主要的功能就是可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，當(dāng)需要電源故障，又能將電池中的化學(xué)能逆變成電能提供給我們的用電設(shè)備。

　　2) 逆變器：通俗來(lái)說(shuō)逆變器就是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的一種裝置，它由濾波電路、控制邏輯和逆變橋三部分組成。

　　3) 整流器：整流器和逆變器相反，是一個(gè)將交流電轉(zhuǎn)化為直流電的裝置，它主要有兩個(gè)作用，一是將交流電轉(zhuǎn)化為直流電經(jīng)過(guò)濾波處理后提供給負(fù)載設(shè)備或是逆變器，還有一個(gè)作用就是為蓄電池起到一個(gè)充電電壓的作用，好比是一臺(tái)充電器。

　　4) 靜態(tài)開(kāi)關(guān)：又稱(chēng)靜止開(kāi)關(guān)，屬于無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的一種，由兩個(gè)可控硅方向并聯(lián)而成，并由邏輯控制器控制它的閉合和斷開(kāi)。分為并機(jī)型和轉(zhuǎn)換型兩種，并機(jī)型開(kāi)關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器和市電電源，或是多臺(tái)逆變器。而轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)主要是用于兩路電源的供電，實(shí)現(xiàn)從一路到另一路的自動(dòng)切換。

3. UPS不間斷電源原理—工作過(guò)程

　　當(dāng)市電正常為380/220VAC時(shí)，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩(wěn)定的220V或380V交流電壓，同時(shí)市電經(jīng)整流后對(duì)電池充電。當(dāng)任何時(shí)候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過(guò)隔離二極管開(kāi)關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒(méi)有切換時(shí)間。當(dāng)電池能量即將耗盡時(shí)，不間斷電源發(fā)出聲光警示，并在電池放電下限點(diǎn)停止逆變器工作，長(zhǎng)鳴告警。不間斷電源還有過(guò)載保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生超載(150%負(fù)載)時(shí)，跳到旁路狀態(tài)，并在負(fù)載正常時(shí)自動(dòng)返回。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重超載(超過(guò)200%額定負(fù)載)時(shí)，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時(shí)前面輸入空氣開(kāi)關(guān)也可能跳閘。消除故障后，只要合上開(kāi)關(guān)，重新開(kāi)機(jī)即開(kāi)始恢復(fù)工作。

4. UPS不間斷電源原理—工作原理

　　UPS大致可分成三種：離線(xiàn)式(Off Line)，在線(xiàn)式(On line)和在線(xiàn)交互式(Line interactive)，下面小編逐個(gè)講解各種UPS的工作原理

　　1) 在線(xiàn)式不間斷電源(On-Line UPS)

　　在線(xiàn)式UPS(On-Line UPS)的運(yùn)作模式為“市電和用電設(shè)備是隔離的，市電不會(huì)直接供電給用電設(shè)備”，而是到了UPS就被轉(zhuǎn)換成直流電，再兵分兩路，一路為電池充電，另一路則轉(zhuǎn)回交流電，供電給用電設(shè)備，市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電時(shí)，電池從充電轉(zhuǎn)為供電，直到市電恢復(fù)正常才轉(zhuǎn)回充電，“UPS在用電的整個(gè)過(guò)程是全程介入的”。UPS電源一直使其逆變器處于工作狀態(tài)，通過(guò)電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡偻ㄟ^(guò)高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計(jì)算機(jī)。

　　在線(xiàn)式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾;在停電時(shí)則使用備用直流電源(蓄電池組)給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，因此不存在切換時(shí)間問(wèn)題，適用于對(duì)電源有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。在線(xiàn)式UPS電源不同于后備式的一大優(yōu)點(diǎn)是供電持續(xù)長(zhǎng)，一般為幾個(gè)小時(shí)，也有大到十幾個(gè)小時(shí)的，它的主要功能是可以讓您在停電的情況可像平常一樣工作，比較適用于計(jì)算機(jī)、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè)，因?yàn)檫@些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。

　　2) 離線(xiàn)式不間斷電源(Off Line UPS)

　　離線(xiàn)式不間斷電源只是“備援”性質(zhì)的UPS，市電直接供電給用電設(shè)備也為電池充電(Normal Mode)，一旦市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電了，市電的回路會(huì)自動(dòng)切斷，電池的直流電會(huì)被轉(zhuǎn)換成交流電接手供電的任務(wù)(Battery Mode)，直到市電恢復(fù)正常，“UPS只有在市電停電了才會(huì)介入供電”，不過(guò)從直流電轉(zhuǎn)換的交流電是方波，只限于供電給電容型負(fù)載，如電腦和監(jiān)視器。

　　平時(shí)處于蓄電池充電狀態(tài)，在停電時(shí)逆變器緊急切換到工作狀態(tài)，將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，因此后備式UPS也被稱(chēng)為離線(xiàn)式UPS。后備式UPS電源的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行效率高、噪音低、價(jià)格相對(duì)便宜，主要適用于市電波動(dòng)不大，對(duì)供電質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合，比較適合家庭使用。

　　3) 在線(xiàn)交互式不間斷電源(Line interactive UPS)

　　在線(xiàn)交互式不間斷電源基本運(yùn)作方式和離線(xiàn)式一樣，不同之處在于線(xiàn)上交錯(cuò)式雖不像在線(xiàn)式全程介入供電，但隨時(shí)都在監(jiān)視市電的供電狀況，本身具備升壓和減壓補(bǔ)償電路，在市電的供電狀況不理想時(shí)，即時(shí)校正，減少不必要的“Battery Mode”切換，延長(zhǎng)電池壽命。

　　這是一種智能化的UPS電源，所謂在線(xiàn)互動(dòng)式UPS，是指在輸入市電正常時(shí)，UPS的逆變器處于反向工作(即整流工作狀態(tài))，給電池組充電;在市電異常時(shí)逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)，將電池組電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出，因此在線(xiàn)互動(dòng)式UPS也有轉(zhuǎn)換時(shí)間。同后備式UPS相比，在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源的保護(hù)功能較強(qiáng)，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的軟件功能，可以方便地上網(wǎng)，進(jìn)行UPS的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。

UPS電源是工業(yè)領(lǐng)域用來(lái)對(duì)負(fù)載進(jìn)行斷電保護(hù)的關(guān)鍵設(shè)備。對(duì)于斷電保護(hù)，針對(duì)不同的負(fù)載應(yīng)用，又有兩種類(lèi)型。一種是普通的電腦類(lèi)設(shè)備，當(dāng)斷電發(fā)生時(shí)，UPS電源需要為負(fù)載提供幾分鐘到十幾分鐘的后備供電時(shí)間。在這段后備時(shí)間之內(nèi)，負(fù)載設(shè)備會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等動(dòng)作以防數(shù)據(jù)丟失，之后負(fù)載就會(huì)關(guān)機(jī)。在UPS達(dá)到后備時(shí)間之后負(fù)載仍然會(huì)斷電，但這不會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。另外一種是在數(shù)據(jù)中心，以及工業(yè)應(yīng)用之類(lèi)的場(chǎng)合，對(duì)UPS的要求就是真正的不斷電，UPS系統(tǒng)必須提供整年每天24小時(shí)的連續(xù)供電。本文對(duì)可靠性與可用性的討論就是針對(duì)這種情況。

　　電源系統(tǒng)的可靠性通常可以使用MTBF（平均故障間隔時(shí)間，或者平均無(wú)故障工作時(shí)間，以小時(shí)表示）來(lái)表示，此外還有一個(gè)更加容易理解的指標(biāo)AFR（年失效率）。AFR和MTBF成反比關(guān)系，也就是AFR=8760/MTBF。因此MTBF越長(zhǎng)，則年失效率越低。

　　對(duì)于可維修的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還有一個(gè)可用性的指標(biāo)，其定義是

A = MTBF / (MTBF + MTTR)

　　其中A是一個(gè)百分比指標(biāo)，MTTR值得是平均故障修復(fù)時(shí)間。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以非常快速的恢復(fù)，那么系統(tǒng)的可用性指標(biāo)就比較高。對(duì)于電網(wǎng)這類(lèi)對(duì)象來(lái)說(shuō)，使用可用性指標(biāo)可以更加直觀的衡量其可靠程度。而對(duì)于在關(guān)鍵場(chǎng)合經(jīng)常使用并聯(lián)冗余配置來(lái)說(shuō)，可用性指標(biāo)比可靠性指標(biāo)更具有現(xiàn)實(shí)意義。
可靠性/可用性指標(biāo)都是統(tǒng)計(jì)意義上的概念，一個(gè)電源系統(tǒng)的可靠性/可用性與構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)模塊的可靠性/可用性之間也存在統(tǒng)計(jì)意義上的關(guān)聯(lián)。

　　假設(shè)電源系統(tǒng)中存在兩個(gè)電源模塊，而這兩個(gè)模塊是并聯(lián)工作的，其中一個(gè)和另外一個(gè)是互相獨(dú)立的，見(jiàn)下面圖中所示

　　那么考察這兩個(gè)模塊組合起來(lái)的系統(tǒng)的可用性Asys與每個(gè)模塊各自的可用性A1與A2的關(guān)系就有

　　Asys = 1 – (1 – AFR1)×(1 – AFR2)

　　另外一種可能是系統(tǒng)中這兩個(gè)模塊是串聯(lián)的，見(jiàn)下面圖中所示

　　那么這兩個(gè)模塊組合起來(lái)的系統(tǒng)的可用性Asys與每個(gè)模塊各自的可靠性A1，A2的關(guān)系就有

　　Asys = A1×A2

　　由于可用性肯定是處于0～1之間的數(shù)值，因此兩個(gè)并聯(lián)模塊的總體可用性要高于各自的可用性，而兩個(gè)串聯(lián)模塊的可用性要低于各自的可用性。

　　UPS電源的可靠性

　　從單個(gè)UPS的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，可以把整個(gè)產(chǎn)品按照模塊進(jìn)行劃分，下面圖中是一個(gè)典型的UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　從圖中可以看到，UPS各個(gè)模塊之間的依賴(lài)關(guān)系比較復(fù)雜，但是還是可以分出串并聯(lián)的關(guān)系如下
輔助電源與所有其他模塊都是串聯(lián)的，因此輔助電源的可用性直接限制了系統(tǒng)能夠達(dá)到的最高可用性等級(jí)；

　　控制模塊與除輔助電源之外的其他模塊也都是串聯(lián)的，因此控制模塊的可用性也會(huì)直接影響到系統(tǒng)總體可用性設(shè)計(jì)；

　　對(duì)于負(fù)載端來(lái)說(shuō)，能夠直接相連的只有旁路模塊與逆變模塊，而這兩個(gè)模塊是并聯(lián)的；
PFC/整流模塊與電池升壓模塊是并聯(lián)的，之后再與逆變模塊串聯(lián)；

　　從能源提供者來(lái)講，這里旁路電源與市電電源是兩路獨(dú)立的電源，而電池能源是由市電經(jīng)過(guò)充電模塊提供的。如果充電模塊故障的話(huà)電池就沒(méi)有能量存儲(chǔ)，實(shí)際上也無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常的UPS功能，因此市電—充電模塊—電池也是串聯(lián)的。這樣可以畫(huà)出整個(gè)UPS系統(tǒng)的可用性串并聯(lián)路徑圖

　　從這一路徑關(guān)系里可以看到，總共存在3條并聯(lián)的路徑，而每一條路徑各自又是由數(shù)個(gè)模塊串聯(lián)起來(lái)的。正與前面分析的一樣，輔助電源與控制模塊的可用性是串聯(lián)在所有通路上的，因此如果這兩者設(shè)計(jì)有缺陷的話(huà)UPS的可用性是無(wú)法做的很高的。電池回路串聯(lián)有最多的模塊數(shù)量，也是可用性最低的一條路徑。

　　要提升系統(tǒng)的可用性首先要提升關(guān)鍵路徑的可用性。從路徑圖上可以看到就是控制模塊與輔助電源。輔助電源是整個(gè)UPS的關(guān)鍵點(diǎn)，如果輔助電源不工作整個(gè)UPS都將癱瘓。提升輔助電源可用性的方式可以有很多種方案：一種是改進(jìn)設(shè)計(jì)，提升MTBF；一種是對(duì)輔助電源也適用并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)，提升可用性；再一種是對(duì)UPS的三條可用性路徑分別使用不同的輔助電源，相當(dāng)于把原來(lái)完全串聯(lián)的路徑改成并聯(lián)。

　　在UPS設(shè)計(jì)中可以混合使用這幾種方式，由于上面三條可用性通路是并聯(lián)的，而旁路通路本身是可用性最高的一條，因此最為推薦的設(shè)計(jì)就是優(yōu)先提升旁路的可用性，對(duì)旁路單獨(dú)使用一套輔助電源供電，并且這套電源的盡量采用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，以擁有高的MTBF。

　　控制模塊同樣也是影響到所有路徑的關(guān)鍵點(diǎn)，也必須擁有高的可用性。參照輔助電源的處理方法，也可以給相對(duì)獨(dú)立的旁路路徑配備單獨(dú)的控制模塊，并且通過(guò)與其余控制功能協(xié)調(diào)工作來(lái)達(dá)到高可用性的目的。同樣，旁路上的控制模塊也要盡量簡(jiǎn)單，以提升可靠性。一種推薦的做法是旁路控制模塊不斷的檢測(cè)UPS主控制模塊的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)主控制模塊，則自動(dòng)切換到旁路方式。此外，對(duì)于主控制模塊來(lái)說(shuō)也可以通過(guò)冗余的方式來(lái)提升可用性，比如采用雙MCU結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個(gè)MCU檢測(cè)到另外一個(gè)MCU發(fā)生故障時(shí)可以接管另一個(gè)MCU的功能，或者采取緊急措施如轉(zhuǎn)旁路來(lái)保證負(fù)載不斷電。

　　對(duì)于UPS來(lái)說(shuō)，電池是保證UPS能夠在市電或者旁路斷電發(fā)生時(shí)繼續(xù)維持供電的關(guān)鍵，但是串聯(lián)環(huán)節(jié)多，也恰恰是可用性為薄弱的環(huán)節(jié)。一般電池規(guī)格書(shū)里面會(huì)說(shuō)明充電電流不要超過(guò)0.15CC，這就意味著電池在UPS滿(mǎn)載放電放完之后要用數(shù)倍的時(shí)間才能重新充滿(mǎn)，從這個(gè)意義上講其可用性一般都在20%以下。但是由于電池并不是連續(xù)工作的，只要在電池放完前市電恢復(fù)，在重新充電的過(guò)程中也沒(méi)有再發(fā)生斷電，那么負(fù)載仍然不會(huì)受到影響。從這方面來(lái)看，電池的可用性在只會(huì)發(fā)生短時(shí)間的斷電情況下還是很高的。

　　再重新來(lái)審視電池回路的可靠性，在電池與市電之間還有一個(gè)充電器模塊環(huán)節(jié)。如果充電器損壞則電池在一次放完電之后就無(wú)法再充回，導(dǎo)致下一次市電停電時(shí)負(fù)載斷電。但是充電器只是在電池需要充電時(shí)才會(huì)工作，因此如果能夠及時(shí)對(duì)充電器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)充電器異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，就能夠避免充電器故障帶來(lái)的問(wèn)題，從而提升整個(gè)UPS的可用性。對(duì)于電池也有一樣的手段。電池在使用多次之后也會(huì)面臨容量下降和失效的問(wèn)題，但是如果能夠通過(guò)電池狀態(tài)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)電池失效并及時(shí)更換，也能夠有效提升UPS的可用性。

　　UPS系統(tǒng)的可靠性

　　由于UPS并非一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用系統(tǒng)，而是要搭配有其他一些環(huán)境因素在里面，所以這些外部因素也是必須考慮進(jìn)來(lái)的。前面提到過(guò)，UPS電池的備電時(shí)間是有限的，如果斷電時(shí)間比較長(zhǎng)，導(dǎo)致電池電放完，那么負(fù)載就仍然會(huì)斷電。因此UPS可用性會(huì)受到市電發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間斷電概率的影響。

　　為了解決這一瓶頸，可以在UPS系統(tǒng)中加入一個(gè)特性和電池互補(bǔ)的備用電源：在市電斷電時(shí)的不需要很快反應(yīng)，但是在長(zhǎng)時(shí)間停電條件下能夠持續(xù)提供電力，燃油發(fā)電機(jī)組就是最為合適的一個(gè)選擇。因此在UPS系統(tǒng)配置上可以加入一個(gè)自動(dòng)切換裝置，在市電停電后切換到發(fā)電機(jī)組。這樣一來(lái)能夠極大的提升長(zhǎng)時(shí)間斷電條件下UPS系統(tǒng)的可用性。如此則UPS系統(tǒng)的可用性路徑就成為

　　雖然在可用性路徑里面多串聯(lián)了一個(gè)市電與發(fā)電機(jī)切換用的ATS，增加了單調(diào)路徑發(fā)生故障的概率，但是相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間斷電帶來(lái)的可用性問(wèn)題來(lái)說(shuō)還是值得的。

　　在UPS應(yīng)用的另外一個(gè)分支是目前正在興起的直流UPS系統(tǒng)。直流系統(tǒng)的思路是出于提高效率的目的，減少電源系統(tǒng)中間的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，電力分配部分由原來(lái)的交流轉(zhuǎn)換成直流。一個(gè)理想的直流UPS系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)用從市電到12V終端的應(yīng)用結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。

　　而作為對(duì)比，一個(gè)相應(yīng)的交流應(yīng)用結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。

　　可以看出，理想的直流UPS系統(tǒng)由于把交流系統(tǒng)中UPS的逆變環(huán)節(jié)與服務(wù)器電源中的PFC環(huán)節(jié)使用一個(gè)隔離型DC/DC環(huán)節(jié)來(lái)取代，從而可以改善效率。不過(guò)在直流UPS系統(tǒng)里面由于電池電壓的變動(dòng)范圍是比較大的，為了取得更優(yōu)化的效率曲線(xiàn)，在后級(jí)的服務(wù)器電源中也有可能使用兩級(jí)結(jié)構(gòu)。也就是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換，減小服務(wù)器電源隔離DC/DC轉(zhuǎn)換級(jí)的輸入范圍，以得到更好的節(jié)能效果。此時(shí)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖

　　在這種直流UPS體系里面，不存在交流UPS中的旁路回路了，只存在一個(gè)市電到電池回路，這個(gè)回路也兼有充電器的作用。因此從單個(gè)UPS的可用靠性角度考慮，直流UPS可靠性鏈路只有兩條，其中一條是兩級(jí)變換加上輔助電源與控制板，另外一條是電池，見(jiàn)下圖所示

　　與交流UPS相比，直流UPS供電少了交流UPS的旁路回路，少了一個(gè)提升可用性的回路。但是電池是直接給負(fù)載供電的，可用性要高于交流UPS。因此在可用性的方面直流供電系統(tǒng)有得有失。但是另一個(gè)方面直流系統(tǒng)比交流UPS更容易進(jìn)行并聯(lián)，從而可以利用增加并聯(lián)臺(tái)數(shù)的方式增加可用性。

　　配電系統(tǒng)的可用性

　　對(duì)于一般的UPS系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，存在兩種常見(jiàn)的配置方式，一種是雙機(jī)熱備份，見(jiàn)下圖所示

　　在正常情況下由UPS1供電，如果UPS1的逆變/整流部分損壞，則仍然有UPS2可以供電。第二種配置方式是雙機(jī)并聯(lián)冗余，見(jiàn)下圖所示

　　這種配置方式下兩臺(tái)UPS是完全并聯(lián)工作的。基于前面可用性的原理，第二種配置方式比第一種會(huì)有更高的可用性。

　　這里就反映了可用性與可靠性的一個(gè)明顯不同。對(duì)于兩臺(tái)并聯(lián)冗余配置的UPS，由于器件多了一倍，那么出現(xiàn)故障的概率也會(huì)增高，因此從統(tǒng)計(jì)意義上來(lái)講整個(gè)系統(tǒng)的MTBF會(huì)下降。但是由于其中一臺(tái)出現(xiàn)故障之后仍然有一臺(tái)在工作，只要出故障的UPS能夠很快修復(fù)，負(fù)載就仍然處在有效的保護(hù)之中，可用性是提升的。從負(fù)載的角度衡量，評(píng)估系統(tǒng)的可用性比可靠性更加有意義。

　　在可用性的定義中，電源系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間越短，則可用性也會(huì)越好。因此把電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)為模塊化易更換的結(jié)構(gòu)，可以大大減小維護(hù)時(shí)間，從而使得可用性顯著改善。

　　對(duì)于機(jī)房應(yīng)用的場(chǎng)合，雙總線(xiàn)的概念應(yīng)用十分廣泛。對(duì)于關(guān)鍵的服務(wù)器負(fù)載，一般都提供兩組電源輸入。相應(yīng)的，在配電部分就也可以對(duì)應(yīng)采用兩組獨(dú)立的電源總線(xiàn)。結(jié)合UPS本身就支持雙總線(xiàn)輸入，實(shí)際上可以構(gòu)造出很多種組合形式。對(duì)不同方式進(jìn)行比較后，比較推薦的一種典型的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖所示

　　這里把兩組獨(dú)立市電都供給兩套UPS系統(tǒng)，然后每一套UPS系統(tǒng)作為一條總線(xiàn)來(lái)使用，可以充分發(fā)揮市電雙總線(xiàn)，UPS內(nèi)部雙總線(xiàn)以及負(fù)載雙總線(xiàn)高可用性的優(yōu)勢(shì)。

　　結(jié)論

　　本文對(duì)UPS內(nèi)部設(shè)計(jì)，UPS系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)的可用性進(jìn)行分析，給出了提升UPS電源系統(tǒng)可用性的思路。通過(guò)分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)在UPS中采用旁路與市電獨(dú)立的電源，加入多CPU監(jiān)控，加入電池控制等措施可以明顯提升UPS的可用性。另外一方面在系統(tǒng)層次上，選擇模塊化的結(jié)構(gòu)，縮短維修更換時(shí)間，更多使用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，也可以明顯提升可用性。

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