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信息网络时代UPS供电系统的可靠性和可利用率

作者: 时间:2012-03-05 来源:网络 收藏
  如该图所示,的MTBF=1/λ受控于逆变器逻辑控制PC板、整流器逻辑控制PC板、静态开关逻辑控制PC板、逆变器驅动模块、直流辅助电源、风扇等部件的失效率。在这里需说明的是:在中、並非在仼何元件”发生”失效”故障时、都一定会导致的故障率增大。例如:为确保位于UPS中的各种控制电路都能获得具有高”容错”功能的直流辅助电源供应,在高级UPS中、常釆用由UPS的交流输入电源及逆变器输出的交流电源所构成的多路AC/DC变換式直流电源和由蓄电池所产生DC/DC变換式直流电源所共同组成的冗余式直流辅助电源设计方案。显然,对于这种UPS来说,只有在上述AC/DC及DC/DC变換式直流电源同时”出故障”时、才会造成直流辅助电源的”消失”。因此,从计算程序上、它具有类似”与门”的逻辑关係。因此,在分析UPS的失效率时,不宜简单地釆用总失效率=各元部件的失效率的”叠加和”或失效率的”乘积”的计算办法。


  为说明此问题,现以UPS逆变器电源的平均无故障工作时间MTBFI为例来说明此问题:有关逆变器模块中的部份”控制元件”的失效率及其影响统计值被列于表1中。从该表可见:
   在UPS逆变器供电通道中、故障率最高的部件是:IBGT功率模块、IGBT管的驱动电路及微处理器/DSP芯片。在UPS逆变器电源的总失效率中、其中52.3%的故障是由IGBT管的驱动电路+ IBGT功率模块的”失效”所造成的、10.8%的故障来自微处理器/DSP芯片的失效/误动作。从这样的统计数据可见:当我们在设计和选用UPS电源时、提高UPS的最大潜力到底在何处?
   当位于逆变器供电通道中的微处理器、旁路接口、UPS输出检测、DC总线电压检测、直流辅助电源、三相负反馈调控电路、IGBT模块等关键部件发生故障时,它们的确会导致UPS逆变器”自动关机”、并转入交流旁路供电状态,从而造成UPS的MTBFI值的下降。然而,在逆变器供电通道中、当遇到”退耦电容”失效、DC总线电流检测、交流旁路电压检测电路等”出故障”时,虽然它有可能会导致UPS发出报警信号、但并不会导致UPS进入交流旁路供电状态。当然,也不会造成UPS产生输出”停电”的故障。
   从图1和2可见:位于UPS供电通道中的各部件、并非都处于”串联”工作状态。对于UPS的逆变器供电通道与交流旁路供电通道来说,由于它们是处于”并联”工作状态的。因此,只有在逆变器”自动关机”/逆变器的输出静态开关”失效”、输入电源停电/交流旁路静态开关”失效”等故障同时出现时、才有可能造成UPS输出停电。因此,UPS单机的(MTFB值)必然是高于UPS逆变器的(MTBFI值)。


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