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信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代UPS供電系統(tǒng)的可靠性和可利用率

作者： 時(shí)間：2012-03-05 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
　　如該圖所示，UPS的MTBF=1/λ受控于逆變器邏輯控制PC板、整流器邏輯控制PC板、靜態(tài)開關(guān)邏輯控制PC板、逆變器驅(qū)動(dòng)模塊、直流輔助電源、風(fēng)扇等部件的失效率。在這里需說明的是：在UPS中、並非在仼何元件”發(fā)生”失效”故障時(shí)、都一定會(huì)導(dǎo)致UPS的故障率增大。例如：為確保位于UPS中的各種控制電路都能獲得具有高”容錯(cuò)”功能的直流輔助電源供應(yīng)，在高級UPS中、常釆用由UPS的交流輸入電源及逆變器輸出的交流電源所構(gòu)成的多路AC/DC變換式直流電源和由蓄電池所產(chǎn)生DC/DC變換式直流電源所共同組成的冗余式直流輔助電源設(shè)計(jì)方案。顯然，對于這種UPS來說，只有在上述AC/DC及DC/DC變換式直流電源同時(shí)”出故障”時(shí)、才會(huì)造成直流輔助電源的”消失”。因此，從計(jì)算程序上、它具有類似”與門”的邏輯關(guān)係。因此，在分析UPS的失效率時(shí)，不宜簡單地釆用總失效率=各元部件的失效率的”疊加和”或失效率的”乘積”的計(jì)算辦法。


　　為說明此問題，現(xiàn)以UPS逆變器電源的平均無故障工作時(shí)間MTBFI為例來說明此問題：有關(guān)逆變器模塊中的部份”控制元件”的失效率及其影響統(tǒng)計(jì)值被列于表1中。從該表可見：
　　 在UPS逆變器供電通道中、故障率最高的部件是：IBGT功率模塊、IGBT管的驅(qū)動(dòng)電路及微處理器/DSP芯片。在UPS逆變器電源的總失效率中、其中52.3%的故障是由IGBT管的驅(qū)動(dòng)電路+ IBGT功率模塊的”失效”所造成的、10.8%的故障來自微處理器/DSP芯片的失效/誤動(dòng)作。從這樣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可見：當(dāng)我們在設(shè)計(jì)和選用UPS電源時(shí)、提高UPS可靠性的最大潛力到底在何處?
　　 當(dāng)位于逆變器供電通道中的微處理器、旁路接口、UPS輸出檢測、DC總線電壓檢測、直流輔助電源、三相負(fù)反饋調(diào)控電路、IGBT模塊等關(guān)鍵部件發(fā)生故障時(shí),它們的確會(huì)導(dǎo)致UPS逆變器”自動(dòng)關(guān)機(jī)”、并轉(zhuǎn)入交流旁路供電狀態(tài),從而造成UPS的MTBFI值的下降。然而，在逆變器供電通道中、當(dāng)遇到”退耦電容”失效、DC總線電流檢測、交流旁路電壓檢測電路等”出故障”時(shí)，雖然它有可能會(huì)導(dǎo)致UPS發(fā)出報(bào)警信號、但并不會(huì)導(dǎo)致UPS進(jìn)入交流旁路供電狀態(tài)。當(dāng)然，也不會(huì)造成UPS產(chǎn)生輸出”停電”的故障。
　　 從圖1和2可見：位于UPS供電通道中的各部件、并非都處于”串聯(lián)”工作狀態(tài)。對于UPS的逆變器供電通道與交流旁路供電通道來說，由于它們是處于”并聯(lián)”工作狀態(tài)的。因此，只有在逆變器”自動(dòng)關(guān)機(jī)”/逆變器的輸出靜態(tài)開關(guān)”失效”、輸入電源停電/交流旁路靜態(tài)開關(guān)”失效”等故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí)、才有可能造成UPS輸出停電。因此，UPS單機(jī)的可靠性(MTFB值)必然是高于UPS逆變器的可靠性(MTBFI值)。

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