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圣陽(yáng)蓄電池GFM-1000C 2V1000AH型號(hào)規(guī)格

要提高整個(gè)數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的能效，我們必須重新來(lái)科學(xué)地審視數(shù)據(jù)中心IT負(fù)載，挖掘IT負(fù)載對(duì)輸入電源供電品質(zhì)的真實(shí)需求。

當(dāng)前IT負(fù)載內(nèi)部的輸入電源模塊基本采用兩種標(biāo)準(zhǔn)制式，即ATX制式和SSI制式。這兩種制式電源的主電路如圖1所示。

（a）ATX標(biāo)準(zhǔn)

（b）SSI標(biāo)準(zhǔn)

分析這一電源的工作原理可以看出，無(wú)論是ATX還是SSI電源，輸入的220V交流電進(jìn)入IT負(fù)載內(nèi)部后，都必須經(jīng)四級(jí)變換，后轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的12V、5V、3.3V的直流電壓，提供給IT負(fù)載內(nèi)部的CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信芯片等"真正的IT負(fù)載"使用。這四級(jí)變換分別為：

1. 輸入濾波級(jí)：噪聲抑制與濾波，對(duì)輸入交流電進(jìn)行必要的濾波；

2. 變換級(jí)，橋式整流器，將穩(wěn)定或不穩(wěn)定的220V交流電變?yōu)榧s200~300V的直流電；

3. 第二變換級(jí)：高頻逆變器，將經(jīng)濾波的直流電經(jīng)高頻開(kāi)關(guān)PWM調(diào)制轉(zhuǎn)換成精度非常高的穩(wěn)壓穩(wěn)頻交流電。不同的電源，這一交流電頻率通常會(huì)在50KHZ到250KHZ之間選定，隨著電源技術(shù)的進(jìn)步和功率器件的發(fā)展，這一頻率將來(lái)可能高達(dá)1MHZ；

圣陽(yáng)蓄電池GFMD-1000C 2V1000AH尺寸及規(guī)格

4. 第三變換級(jí)：高頻隔離變壓器，將高頻交流電降壓并隔離；

5. 第四變換級(jí)及輸出濾波級(jí)：高頻整流器及輸出濾波，將穩(wěn)定的高頻交流電轉(zhuǎn)換成恒定的直流12V（或5V、3.3V）輸出。

從這四級(jí)的變換過(guò)程可以看出，IT電源自身具有非常高的對(duì)電網(wǎng)*的凈化、隔離功能及對(duì)電壓、頻率波動(dòng)的穩(wěn)壓功能，而且一般服務(wù)器負(fù)載對(duì)輸入交流電源電壓、頻率窗口的適應(yīng)性非常寬。以HP Proliant DL380服務(wù)器為例，其輸入電壓范圍為AC 100~240V，頻率輸入范圍為50~60HZ；Sun Fire V100服務(wù)器的輸入電壓范圍為AC 90~264V，頻率輸入范圍為47~63HZ.與UPS相比，其對(duì)市電電壓與頻率的適應(yīng)能力不亞于絕大部分的UPS電源，甚至優(yōu)于UPS電源。

由此，我們可以得出如下結(jié)論：IT負(fù)載*允許在一定范圍內(nèi)波動(dòng)的輸入交流電源。這一結(jié)論也與 IEEE給出的計(jì)算機(jī)對(duì)電能質(zhì)量要求的 

圣陽(yáng)蓄電池GFM-1000C 2V1000AH型號(hào)規(guī)格

當(dāng)前數(shù)據(jù)機(jī)房UPS系統(tǒng)的工作模式為雙變換在線工作模式，本來(lái)的目的是通過(guò)"AC-DC和DC-AC的雙變換"給IT負(fù)載提供穩(wěn)定的凈化電源。但是在這一模式下，UPS的效率很低，通常滿載工作效率僅90~95%（視UPS結(jié)構(gòu)的不同），如果對(duì)于當(dāng)前數(shù)據(jù)機(jī)房普遍采用的2N電源系統(tǒng)架構(gòu)，其正常工作的大負(fù)載率僅為40%左右，在這一負(fù)載率下，UPS的工作效率也相應(yīng)降低，通常約為85~94%左右，這導(dǎo)致了能源的極大浪費(fèi)并降低了整個(gè)數(shù)據(jù)中心的PUE指標(biāo)。

根據(jù)上一節(jié)的分析，IT負(fù)載自身的輸入電源具有"AC-DC、DC-AC、AC-AC和AC-DC的四個(gè)變換級(jí)"，而且其變換的頻率是當(dāng)前所有UPS的開(kāi)關(guān)變換頻率的10~20倍以上，因此其變換輸出的精度也幾乎是UPS的10～20倍，而且IT電源自身也允許輸入交流電源在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，可見(jiàn)在絕大部分的工作時(shí)間內(nèi)，UPS的雙變換對(duì)于IT負(fù)載來(lái)說(shuō)是*沒(méi)有必要的多余重復(fù)，這就如同一個(gè)十歲的孩子不再需要預(yù)先嚼細(xì)的食物一樣。其次，從數(shù)據(jù)中心機(jī)房的輸入供電系統(tǒng)看，通常都配置了的大容量10KV/380V隔離變壓器、補(bǔ)償電容柜、防雷防浪涌抑制器等，其輸入市電的品質(zhì)也得到了較好的保證。筆者曾對(duì)某企業(yè)數(shù)據(jù)中心的輸入市電進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)三個(gè)月的電能質(zhì)量檢測(cè)，測(cè)量結(jié)果看出市電的電能質(zhì)量是非常優(yōu)秀的，其電壓純凈度、穩(wěn)定度，頻率穩(wěn)定度及其它*、瞬時(shí)電壓畸變等的數(shù)據(jù)甚至優(yōu)于UPS供電輸出。

所以，在這樣的市電及IT負(fù)載電源背景下，為了進(jìn)一步提高節(jié)能水平，考慮對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房UPS供電系統(tǒng)引入效率高達(dá)99%的綠色休眠技術(shù)，并依據(jù)輸入市電的品質(zhì)設(shè)置自動(dòng)分級(jí)運(yùn)行模式，直接用IT負(fù)載內(nèi)部電源的"高精度四變換"代替UPS電源的"雙變換"，消除多余的"重復(fù)變換"，是*可行和必要的。

三、UPS綠色休眠在線模式的原理