IDC机房UPS供电模式及供电需求分析

rAC高压供电解决方案的优点：

在整个供电电路中只有一个变换级，损耗小，效率高；蓄电池充电机只用于给蓄电池离线充电，因此容量较小，成本低。rAC高压供电解决方案的缺点：

采用用电压较高， 安全标准要求高；采用单体蓄电池数量较多，要求进行更严格蓄电池管理。

五、高压直流供电的可行性探讨

数据设备内部电源状况是计算机主机、显示器、打印机等电气设备的内部电源都是开关电源，将输入的交流220V先整流、滤波成直流300V后，再通过电源开关管和开关变压器降压、稳压成低压，为各部分提供电源。一般交流电压在110-250V之间，通过整流、滤波后直流电压为150V-340V之间。因此，给这些设备输入一个150V-340V直流电压，设备是可以正常工作的。综合考虑， 额定电压在228V～280V（后备12V电池19只或20只）范围内直流电通过桥式整流电路、滤波后，仍是直流228V～280V，在150V-340V之间，因此开关电源仍能正常工作，目前的实验证明数据设备输入DC270V左右时效果好。系统图见图6。

六、高电压直流供电系统解决方案一

高电压直流供方案一的交流输入、整流电路和蓄电池、充电机与rAC供电系统是相同的。不同的是rAC供电系统将rAC直接供到集中的大功率DC/DC变换器，再其变换为稳定的高压DC270V。日本NTT公司试验了此系统。如果交流输入电源故障，由蓄电池经直流开关和大功率DC/DC变换器供给负载设备270V直流电，系统图见图7。

此种电源系统的优点：

可靠性高、效率高，在负载设备的功率较大时更为突出；成本低；

此种电源系统的缺点：

采用单体大功率DC/DC，电压高，电流大，要求较高的安全标准；采用蓄电池数量多，要求进行更严格蓄电池管理。

七、高压直流供电系统解决方案二

此方案是目前国内电信运营商在IDC机房改善供电的试用电源系统，最早盐城电信为代表，现在一些电信分公司与移动分公司均有试用。与传统48V供电系统类似，是由多个并联冗余整流器和蓄电池组成的。在正常情况下，整流器将市电变换为270V直流电，供给电信设备，同时给蓄电池充电。市电停电时，由蓄电池放电为电信设备供电。长时间市电停电时，由备用发电机组供电。与传统的-48V直流电源系统的一样，蓄电池备用时间为1～24h，典型的蓄电池备用时间为1～3h。此高压直流电源系统，在试用中优势得到较充分的体现，系统图见图8。

此种供电系统的优点：

可靠性：电源模块化输出和电池直接并联给负载供电，电池直接并联到输出母线上，母线电源是不间断的。采用分级分布式控制，整流模块和CSU故障时各自独立控制，避免故障扩散。

易维护：并机容易，电源模块化设计，支持带电热插拔，更换方便，采用分级分布式控制，整流模块和CSU可各自独立控制，便于维护。

智能化管理：此系统与传统48V直流电源系统一样，系统管理采用全面的智能化管理模式；对电池部分管理完善，有效延长了电池的使用寿命。

无谐波干扰、易扩容：对于计算机和服务器来说，采用直流输入，不再存在相位和频率的问题，多机并联变得简单易行，无谐波干扰。

安全性：采用标准电气柜，对分路输出和母线的绝缘状况可进行实时监控，安全性高。

性价比：同样容量的系统，高压直流电源系统由于采用N+1模式，投资低，性价比高。

此种供电系统的缺点：

此供电系统要求直流专用元器件；对器件灭弧要求高；由于电压高，无过零点，对安全性要求高。

八、高压直流供电系统解决方案三

高电压直流供电系统方案三与方案二供电系统是类似的，所不同的是，方案三供电系统增加升压电路，将直流输出电压提高到400V（此种类似的供电系统在移动公司有实验点，直流电压350V）。是针对专门的高压服务器电源，目前此服务器尚在研制之中，由于系统输出电压高，对目前大量在使用的服务器有些是不可用的，但由于某些优点突出，可能成为未来的一种发展的趋势。系统图见图9。

此方案供电系统的优点：

模块化供电，电池直接连接负载，母线电源不间断；电源效率最高，最节能；输出为直流无率因数与谐波问题，具备最大负载能力；供电电缆最细，节省成本与空间。

此方案供电系统的缺点：

故障的安装拆除易造成拉弧；对安全的要求高，器件的要求也高。

结论

电信技术的迅速发展推动了电源设备技术的进步，高电压直流供电系统方案二与方案三因为其可靠性高，效率高，特别适用于设备功率较大的场合的IDC机房供电。方案二适合于目前的服务器，也是目前IDC机房供电的改造相对最适合的方案，方案三可能是一种IDC机房设备供电的发展趋势。IDC机房最佳供电系统到底是什么，还值得深入探讨与研究，最终总会找到一种适合的方案。