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山特UPS——高压直流UPS电源面临的问题

时间:2018-07-23 14:22 作者:山特官网 点击:

山特UPS——高压直流UPS电源面临的问题
 
高压直流(HVDC)UPS很有可能是UPS发展的下一个阶段,不仅是因为高压直流UPS几乎能够合理传承当前所有UPS的热点和前沿技术,也不仅是它能够兼收传统UPS和-48VDC通信电源之所长而摒弃其短,更重要的是它能够在实现传统UPS所有功能的基础上更好地满足负载供电的可靠性、经济性和适应性。但是目前高压直流UPS还面临一系列问题有待解决。
 
1、直流输出电压
 
对于目前标准的服务器电源,其输入电压范围是100~240±0.1VAC,可做以下简要计算。
山特UPS——高压直流UPS电源面临的问题
(1)无PFC的服务器电源:
 
最高电压为240+240×0.1=264VAC,峰值电压为264×1.41=373V
 
最低电压为100-100×0.1=90VAC,谷值电压为90成义1.41=127V
 
(2)如果是带有源功率因数校正的电源,其直流输出大致为400V.业界目前针对这个电压的范围,有240V、350V和380V多种方案。
 
①380V方案。28节12V电池配置:浮充电压为2.25/2V单体,总电压为378V;终止电压为1.70/2V单体,总电压为286V。
 
理由:当前IT设备基本都带PFC功能,整流之后大致为400VDC.对服务器电源的其他器件没有修改压力,可以考虑放电到最低电压286VDC。
 
②350V方案。26节12V电池配置:浮充电压为2.25/2V单体,总电压为351V;终止电压为1.70/2V单体,总电压为265V。
 
理由:兼顾IT设备电源(有/无PFC),对服务器电源的其他期间没有修改压力等。
 
③240V方案。20节12V电池配置:浮充电压为2.25/2V单体,总电压为270V;终止电压为1.70/2V单体,总电压为204V。
 
理由:满足当前300V内相关安规标准,并且和传统电力操作电源工作电压范围重合,配电系统相对成熟。
 
2、高压电流断路器
 
在电源系统中,断路器(空气开关)、保险(熔断器)、接触器(继电器)被广泛使用。这些大多按照220/380VAC来设计,对于大容量的低压塑壳断路器,可以有限地用于直流环境。对于微型断路器,工作电压达到250VAC和60VDC比较困难。也有很多供应商能提供125VDC/1P直流空开,2P串联能达到250VDC,这是因为电力系统、直流电源、轨道交通和电力机车、舰船等需求约220VDC.但是,300-400VDC的直流微型断路器,目前很难找到,只有采用3P和4P串联得到。同时125VDC/1P微型断路器的报价也比普通型断路器高近1倍,并且在市面上不易采购。
 
3、安全问题
 
-48VDC系统输出的高压值低于电气安全标准中要求的安全低电压阀值60VDC对人体比较安全。300VDC属于高压直流,必将对人体安全造成威胁,除了有基本绝缘和工作绝缘外,还需要保护绝缘乃至加强绝缘。对产品的绝缘、防护以及操作将提出严格的要求。
 
4、模块带点热插拔问题
 
模块化冗余设计能大大提高系统能够的可靠性。冗余的依据是新模块能顺利地加入和模块出现故障时能顺利及时退出系统。模块的带点热插拔由于存在直流高压,面临与断路器一样的拉弧问题。