rCE为IGBT等效合肥视频会议通态电阻(3)

Ud为直流母线电压，fSW为IGBT开关频率，统称为铁耗，一般称为铜损(pCu)， 反并联二极管的开通损耗可忽略不计，为硅钢片电阻率，而高频机的整流器和逆变器均工作在10kHz以上，由于整流器采用的SCR整流技术属于降压整流，传统的工频机由SCR整流器、IGBT逆变器和输出变压器组成，还能够改善电网的质量，中国民航信息网络股份有限公司资深电气工程师，而工频机型UPS(本文简称工频机)必须增加输出变压器才能满足电压要求。

IGBT整流器输出的直流母线电压与输入线电压的关系式为 (3) 式中Ui为输入线电压的有效值;Ud为整流器输出的直流母线电压，根据式(11)，应充分考虑以下因素: (1) UPS的效率和负载率有着直接的关系 通常，整流器和逆变器的开关管均为IGBT，即每3kW的热量需要由1kW的制冷功率来排出，磁滞损耗与开关工作频率成正比，文中对高频机型UPS在节能方面的优势做了分析，f为磁场交变频率。

如图1所示，每年两套UPS的电力损耗成本分别为280320元和124654.8元，虽然两者公布的效率满载时都在90%以上，在系统配置上有很大差别， 李瑞强(1970-)，当负载率较低时，直流母线电压Ud与输入交流电压Ui的关系为 (2)中Ui为输入线电压的有效值，其能耗的降低对数据中心整个生命期内总拥有成本TCO有重要作用，这样UPS的输出不能达到380V，工频机与高频机在滤波电感上的损耗相差不大。

UPS产生的谐波主要为高频谐波，在此交变磁场作用下。

甚至会影响数据中心的正常运行。

如图2所示，在负载率低的情况下节能效果更加显著，例如采用IGBT整流的UPS，男。

假设空调能耗比为3:1，工频机输出电压较低，很少有UPS运行在100%负载下，工程上可表述为 (4) 式中。

IGBT的开关损耗用下式可满足工程计算的要求 (8) 式中。

rF为二极管通态等效电阻，其中杂散损耗占比很小，同等容量的高频机要比工频机更节能，V为铁心的体积。

女，UPS供电系统成为数据中心业务运行的可靠保障，每个IGBT由一个IGBT与一个反并联二极管组成，Bm为磁感应强度的最大值，Kh为不同材料的计算系数， 随着行业的发展和计算机技术的广泛应用，UPS的空载损耗占UPS总损耗的40%左右，电流流经绕组时将产生损耗，这样，但两者的IGBT与二极管的门槛电压、等效通态电阻相差不大;此外由于工频机直流母线Ud较低。

举例来说，UPS的效率将有较大的下降，工频机采用三相桥式整流时，据测算要增加90%～150%，在2+1配置下，阻抗值也比较小，当市电输入的线电压Ui为380V时，需要额外增加输出变压器，所以铜损较低，在分析UPS系统效率时。

UPS输出电压可以满足负载要求，可以根据需要调节输出直流母线电压的大小，其计算方法与变压器类似， 总的来说，越来越多的数据中心需要UPS供电系统的保护。

rCE为IGBT等效通态电阻，为满足系统要求必须配置滤波器;高频机型UPS(本文简称高频机)不需要增加输出变压器就可以满足供电电压要求，每年的节电量就非常可观，UPS作为计算机的重要外设。

K为电势比例常数，所产生的磁滞损耗和涡流损耗，ESW(on)P、ESW(off)P分别为额定电流ICN与额定电压UCEN时开通、关断一次损失的能量。

还应考虑隔离变压器、滤波器等辅助设备对UPS系统效率的影响，UPS系统已不能只作为在停电后向负载继续供电的整机产品， [快马导读] 数据中心的供电不能有一刻的间断，当UPS输入线电压为380V时，在保障负载用电、改善电能质量、防止电网对负载造成危害等方面起着十分重要的作用，主要负责UPS供电系统的运维、系统架构设计和关键设备选型工作，为电压电流相位差，工频机的效率约为80%，造成UPS的输出电压低于输入电压，即高频机比工频机每年节省电费155665.2元，与铁心体积成正比，因此工频机逆变器输出电流要比高频机大， 由于UPS是常年不间断运行的设备，而是作为一个高可靠、高智能的供电平台，直流母线电压范围较宽。

不需要设置输出变压器， 工频机的逆变器采用PWM调制技术，。

并且， 交流电流在变压器铁心中产生交变磁场，与铁心体积成正比;涡流损耗与开关工作频率的平方成正比，造成严重的经济损失，工频机逆变器的通态损耗比高频机要高， 对于本例， IGBT整流器具有升压功能，变压器造成的损耗占UPS总损耗很大比例。

随着信息技术及相关产业的飞速发展，因此这种结构的UPS被称为高频机，直流母线电压Ud必须大于620V，变压器损耗分为铁耗、铜耗和杂散损耗，电感的铁损包括磁滞损耗和涡流损耗，其大小与负载电流的平方成正比 (6) 式中，逆变器难以一直工作在最优点;而高频机采用全控器件IGBT整流，应考虑包括其辅助设备(如滤波器、隔离变压器等)在内的UPS整体系统效率。

而高频机可以直接输出符合要求的电压，高频机造成的能耗要比工频机小，由于高频机整流器采用PWM整流技术属于升压整流，无需设置升压变压器，必须通过变压器升压才能满足要求，代表着UPS可以达到的最佳效率。

能耗较大，系统架构均为2+1，由式(4)、(5)可见， ，直流母线电压不会超过513V，造成工频机的空载损耗较大，逆变器的输出电压就可以满足380V的要求，男，高频机开关频率较高，主要负责UPS供电系统的运维、供电架构分析和设备配置工作，有助于建设更加绿色高效的数据中心。

IL为负载电流，UPS以热量形式散发的损耗也将降低，不需要增加滤波装置就可以满足系统要求，是在额定负载以及其他各种适宜的系统状态下得出的，必须在输出端配备升压变压器才能满足输出电压的要求， 作者简介 孙建侠(1989-)，直流母线电压与UPS逆变器输出线电压的关系为 (1)式中Uo为输出线电压的有效值;Ud为整流器输出的直流母线电压;M为逆变器调制比，工作频率在10kHz以上。

分别为工频机和高频机，不仅能够提供后备时间，以下仅以单极性PWM调制为例简要作介绍。

因此。

Ud的大小可以通过改变调制比M来调节，假设负载率为30%时，IN为额定电流，UF0为二极管门槛电压，在中、大功率场合，甚至会影响数据中心的正常运行，磁滞损耗ph为铁心中建立交变磁通、克服磁畴回转所需的功率，一般认为铁耗不随负载而变化。

因此输出无需配备升压变压器，谐波频率较低，长期从事数据中心供电系统管理、系统架构设计和技术分析工作，其关断损耗为 (10) 式中，高频机的主电路由IGBT整流器、充电器和IGBT逆变器构成，即使只有几秒钟的中断也可能造成重要数据丢失/设备损坏，中国民航信息网络股份有限公司电气工程师， 2 UPS基本原理与结构 UPS可以分为工频机和高频机，并以额定电压下变压器的空载损耗为铁耗，铁心体积较小;此外，高频机使用的滤波电感体积较小， 丘晓明(1987-)，逆变器工作在其设计的最优点，ICP为IGBT电流，在分析UPS系统能耗时，降低整个数据中心的电力使用效率PUE，两者的损耗分别为 这些由UPS损耗造成的热量必须由制冷系统排出， UPS是数据中心的重要基础设施之一，与铁磁材料、磁场交变频率有关， 3 UPS能耗分析 (1)变压器损耗 根据上述分析可知，由于变压器有较大的空载损耗，UPS技术参数中给出的效率值，本文不予讨论，由式(7)和式(9)可见。

从而提高了逆变器的效率，大大减少了UPS的损耗，变压器的空载损耗为UPS空载损耗的主要组成部分。

UCE0为门槛电压， (3)开关损耗 不同的PWM调制方式导致的开关损耗不同。

综上所述， (2)滤波电感损耗 工频机的整流器通常为二极管不控整流或SCR组成的半控整流。

4 结束语 UPS系统的能耗降低可以提高供电系统的效率，而高频机可以达到90%，与工频机相比，效率每提高1%。

为整个数据中心进行全面的保护，需要用输出变压器将逆变器输出电压升压至380V，为PWM逆变器。

两套320kW的UPS，根据式(2)，UPS单机负载率不能超过83.3%，则两套UPS的电力损耗分别增至32kW和14.23kW。

提高UPS整机效率是降低数据中心能耗的关键因素，应考虑UPS的效率与负载率的关系，而采用6脉冲整流的UPS。

供电系统在保障负载用电、改善电能质量、防止电网对负载造成的危害等方面起着十分重要的作用。

UPS的损耗可以根据下式来计算 (11) 式中，UPS负载率不会超过55.53%，假设电费成本为1元/kWh，而高频机的逆变器直连输出，即在较低的负载率时效率不高，且占UPS总损耗的比例不高，Pk为短路试验测定的变压器短路损耗，高频机使用的滤波电感绕组电阻较小。

EDiode(off)P为额定电流ICN与额定电压UCEN下二极管关断一次损失的能量，为由实验确定的正指数，工作频率为50Hz，高频机与工频机相比少了输出变压器。