根据前面讲的第一个原则,为了使IT设备开关电源同时兼容交流和直流两种输入,就 必须设计直流UPS的电池额定电压或浮充电压等于开关电源交流输人AC/DC变换后的直流 母线电压。图3. 60所示是当前IT设备开关电源的直流母线电压。 (b)开关电源输入桥式整流 图3. 60当前IT设备输人开关电源AC/DC变换电路形式与直流母线电压 根据我国电网电压制式,交流单相电压是220V,而当前IT设备开关电源的输人AC/DC 变换有两两种情况:一种是简单的整流变换,直流母线电压在300V左右,如图3. 60 (b)所 示;另一种是PFC电路,直流母线电压是380V左右,如图3. 60 (a)所示。 如果把电池额定电压定为直流母线电压,则电池额定电压为300V和380V,与此对应的 直流UPS输出电压为电池浮充电压,即334V( =300 x1. 1125)和422. 7V( =380 x1.1125)。 但跨接在直流母线上的电容的工作电压不宜超过400V,所以设计电池额定电压为380V 显然是不合适的,380V应视为电池的浮充电压。 第二个原则是指直流UPS的AC/DC变换器,为了提高输入功率因数、降低输人谐波, 通常该变换器都采用升压PFC电路,而交流220V输人简单整流电压在300V左右。如果把 直流UPS输出定在电池浮充电压300V,直流UPS的AC/DC变换器就需要两次变换,所以 300V应视为电池的额定电压,而直流UPS的AC/DC变换器的输出电压等于电池浮充电 压 334V。 根据第三个原则,既然电池电压的变化范围是额定值的±11. 25%,就要求IT负载开关 电源的DC/DC变换器允许的输人电压变化范围大于额定值的±11. 25% ,即300V ±11. 25% 和336V ±11. 25%,对应的直流UPS输出电压为334V和374V。 根据第四个原则,电池额定电压300V的电池组由25节12V电池串联组成,电池浮充 电压374V的电池组由28节12V电池串联组成,实际额定电压是336V,浮充电压 是 373.8V。 传统UPS交流输出供电情况下 IT设备开关电源输入直流母线电压 简单的全桥整流DC300V PFC 整流 DC380V DC-UPS 12V电池组节数 25 28 电池额定电压 300V 336V 电池浮充电压 334V 374V 直流UPS输出电压 334V 374V 电池放电下限电压 266V 298V 要求IT设备开关电源输人电压变化范围 ±15% ±15% 3.全球企业和研究团体对直流电压选择的情况 直流输出UPS的研究已经在全球范围内展开,由图3. 63可以看出从事直流输出UPS开 发研究的地区、单位和他们选择的直流输出电压情况。 根据当前研究机构、行业和著名IT厂商的研究报告和发布的信息来看,对电压的选择 情况如下。 选择380V的有:台达电子、法国电信、华为技术、艾默生、爱立信、NTT数据、英特 尔、IBM、戴尔、微软、伊顿等。 选择300V的有:韩国电信。 选择320V的有:富士通、NEC、日立。 TGG: 380-400V※丨,320V582 主要参加企业 FT (FranceTelecom), BT (BritishTelecom), HUAWEI (中国),Emerson, Ericsson, NTT 主要参加企业 Intel» IBM, Dell, Microsoft, Sun, Emerson, Eaton, NTT ※之:富士通,NEC,日立 FT: 380V DC Power Partners : 380 〜400V EPRI (The Electric Power Research Institute)主办的直流供电技术的研究团体 NTT数据,环境研究所:380V 富士通,NEC,日立:320V :团体 C3:企业:实验实例 图3. 63全球直流UPS研究情况及电压的选择
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