浅谈电量传感器在科华UPS电源中的应用！

 

      随着互联网技能与运用的快速开展，云核算，云存储，大数据等相关新式互联网事务规模日积月累，数据中心进入规模化建造阶段。数据中心巨大规模的建造与运用，导致数据中心对供电需求快速增长，依据ICTResearch组织猜测，2016年的我国数据中心耗电量已逾1000亿千瓦时，相当于三峡水电站年发电总量。于此一起，全球数据中心用电量也已超越10000亿千瓦时。据美国媒体查询，全球各大网站仅数据中心的用电功率，就相当于30个核电站的供电功率，巨大的用电容量给数据中心的建造和运营都带来了全新的应战。

 

　　

　　现在在数据中心运营进程中，由于电力毛病，设备毛病，雷击事情等导致的数据中心用电安全事端时有发生。事实上，数据中心的用电毛病带来的丢失不仅仅是数百上千万美元的直接经济丢失，关于众多国际知名品牌与上市公司来说，品牌和股价等隐形价值的负面影响难以估计。

　　

　　随着新式功率半导体器件的开展，新式电力电子电能改变拓扑的创造与运用，以及现代操控理论与数字操控技能的开展，数据中心不间断供电技能得到了明显的提高，对供电体系的牢靠性，本钱与技能，配置灵活性和可扩展性等提供了有效的技能支撑。

　　

　　大型数据中心供电的任何毛病都或许给业主和客户带来严重的经济丢失或许灾难性的后果。因而，数据中心能否牢靠运营的要害之一是IT设备的不间断供电。在保证不间断供电的前提下，不断提高不间断供电架构的牢靠性，是数据中心用户一直以来的中心需求。

　　

　　一般数据中心不间断供电体系一般包含高压配电体系，变压器，柴油发电机组，低压配电体系，防雷器，科华ups，电池组，列头柜，机架分配单元（PDU），连接器等组成环节。其中UPS作为不间断供电体系的中心部件，起到举足轻重的作用。为了使不间断供电体系始终保持高效的运作，在特定环境下，挑选双转化在线式或许更为适宜。特别是在AC电源高度失真和/或具有极大电压改变的地理区域，双转化在线式UPS无需频频转化到电池供电即可维持正常输出。较低的电池运用率可以保存电池容量以应对长时刻的断电事端，并延长电池运用寿命。此外，降低电池替换本钱可以抵消在线互动式UPS低初始本钱和低运营本钱的优势。在某些特殊的情况下或许需求运用双转化在线式UPS，比方关于某些医疗设备或仪器，需求进行功率因数校正(PFC)、要求较小的物理尺度或需求进行频率转化等等。前文提到的高效包含：

　　

　　2转化效率高(Po/Pin>96%)

　　

　　2输入电流波形的正弦波畸变率小（<5%）

　　

　　2优异的动态负载跟从相应

　　

　　2N+X的冗余工作形式

　　

　　为使UPS工作在上述的高效形式，这其中离不开电量传感器对一些要害方位的电压和电流信息的量测。

　　

　　一般情况下，一个典型的双改换在线式UPS的拓扑结构如下

　　

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　　正如其称号所示，双转化在线式UPS会进行两次电源转化。首要，将AC输入（包含所有电压尖峰脉冲、失真和其他反常）转化为DC。然后，在UPS的精密调控下将DC重新转化为AC。这种AC输出乃至可以具有与AC输入不同的频率。在存在AC输入时，为负载设备提供的所有电源都经过这种双转化进程。当AC输入超出指定规模时，UPS会从电池获取电能，这样UPS输出就不会受到影响。在大多数双转化在线式规划方案中，这种发生在UPS内部的AC输入和电池之间的转化需求数毫秒的时刻。相同，在这些转化进程中，也是由“DC链路”（请参考上图）中的电容将存储的能量提供给逆变器。因而，即便进入“DC链路”的电源呈现短暂中断，UPS输出电压也不会受到影响，可以继续供电。

　　

　　在上述电能转化进程中，在AC输入和DC链路以及最终的AC输出等许多环节上都会需求电量传感器去监测输入输出的电压或许电流，主要因素如下：

　　

　　1.依据监测的电压值或许电流值去判断当前电网或许负载的状况然后决议UPS需求哪种形式工作

　　

　　2.依据监测的电压值或许电流值去进行精准的闭环操控，以满意严苛负载的要求。

　　

　　另外，需求特别留意的是,在UPSAC输入和AC输出端，针关于电流传感器的选型需求依据不同的运用特性加以区分。

　　

　　用在UPSAC输入端的电流传感器在选型时主要按照原边电流为正弦波去考虑，再按照规划的过载系数和纹波系数去确定电流传感器的最大可量测峰值规模即可。

　　

　　用于UPSAC输出端的电流传感器在选型时需求关注到UPS带非线性负载的另一个要害指标—谐波因子（CF=Crest Factor），一般UPS的CF值规模选取依据不同的负载挑选也有所不同，一般会设定在2.1-3.0之间，因而在挑选电流传感器的可量测规模时需求特别留意到这一点，不然就会导致因采样量程不够而形成操控上的盲区使得最终UPSAC输出电压发生畸变。

　　

　　还有一点需求留意的是：一般作为电压源输出的UPS设备都会具备抗瞬时的输出短路能力，这需求UPS的操控单元可以对输出电流的检测做出快速呼应，因而作为检测环节的电流传感器，关于呼应时刻的参数要求，也应当在考虑规模之内，不然就或许形成维护的推迟失调。

　　

　　所以，挑选一款适宜的电量传感器关于数据中心不间断电源的全体功能提高至关重要，然后保证设备的高效运转