高频机与工频机的UPS优劣分析

张恺

（上海兆申公路养护管理有限公司，上海 201209）

1 概念及选型

1.1 高频机UPS与工频机UPS的概念

（1）高频机UPS。顾名思义，高频机UPS简称为高频机，是通过利用高频器件代替其他UPS中原有器件，从而实现高频提供能量的蓄电电源，该电源系统具有输出频率高、机型体积小等特点，是目前我国各个机房系统中首选的UPS电源机型之一。

高频机不带隔离变压器，其输出零线存在高频电流，主要来自市电电网的谐波干扰、UPS整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等，其干扰电压不仅数值高，而且难以消除。而工频机的输出零地电压更低，而且不存在高频分量，对于计算机网络的通信安全来讲，更加重要。

（2）工频机UPS。工频机UPS出现得较早，并在出现后一直存在。而在其发展过程中，因受到科技水平的推动，不断在其内部增加各类微处理器、警报系统等先进的功能系统，同时也通过安装静态开关以及第6代IGBT等充分提高该电源的容量及使用性能，在我国各个行业中均得到广泛地使用。

1.2 高频机UPS与工频机UPS的选型

我国部分用户仍在使用工频机UPS电源。而这些用户在选用工频机UPS电源时，不仅是因为其自身对于该电源的使用已经习惯，同时也因其自身意识存在弊端，认为工频机UPS电源的科技性与实用性仍旧高于高频机UPS，并坚持使用工频机UPS电源。

实际上，我国计算机技术的发展速度较快，而UPS行业在发展过程中，也需要有先进的计算机技术及科技水平的支持，并通过将电子领域的全新技术和理念充分加入到UPS行业生产过程中，在生产出现如今的高频机UPS时并不断对其性能等进行完善，同时其外观等也逐渐向着科学化转变。而目前部分国际知名的UPS生产公司也已经逐渐减少对工频机UPS的生产，逐渐转变为生产高频机UPS，由此可见，大部分的国际及国内企业多数优先选择高频机UPS电源。

2 高频机UPS与工频机UPS相比较的优势

2.1 输入功率因数方面

高频UPS的IGBT整流可轻易地将功率因数提高到接近1，谐波电流小于5%，从根本上解决了对电网回馈干扰的问题。前置发电机的容量理论上和UPS功率相同，大大缩减了投资和占地面积等。而工频机UPS一般在200kVA以下的输入电路都采用了晶闸管6脉冲整流，输入功率因数不超过0．8，谐波电流可达30%。前置发电机的容量至少要3倍于UPS功率；如果是单相小功率UPS，发电机的容量至少要5倍于UPS功率。

2.2 技术方式

工频机UPS电源优先采用模拟技术形式，而在发展过程中，采用将模拟技术与数字技术相结合的形式，虽然模拟技术的水平低于数字化水平，但二者结合的方式能够将二者的优势全部发挥出来，进而在一定程度上提升模拟技术的可靠性；而高频机UPS电源采用全数字化技术的形式，虽然在先进性上高于工频机UPS电源，但可靠性则低于工频机UPS电源，在此方面，工频机UPS电源占据一定优势。

2.3 充电控制方式

在充电环节上，全IGBT UPS具有更明显的优势。早期UPS采用电池直接挂直流母线的做法，电池的充电电压只能通过晶闸管整流控制，采用恒压限流的传统充电方式，而且充电参数几乎不可改变。而实际上，UPS电池的配置灵活多样，对不同容量的电池采取同样的充电参数，显然会对电池延寿不利。而采用全IGBT技术的UPS，在直流母线上引出的直流电经过IGBT斩波控制，可实现对电池的精确充电，并可通过数字化控制去细化参数设置，作到为每种配置的电池指定最适合的充电方案，达到延长寿命的目的。

2.4 适应能力

首先，通常来讲，当工频机UPS电源的运作功率最大时，仅能够多输出15%左右的电压，而高频机UPS的适应电压则比工频机UPS电源远远高出一倍，由此可见，高频机UPS电源与工频机UPS电源相比，不仅能够适应较高的输出电压，同时也具有较长的使用寿命。其次，由于工频机UPS电源的前端工作时采用整流工作形式，而一旦出现较高的输入电压，蓄电电源的低压端则极易因该部位的电池无法得到足够的电力，而此时如果蓄电电源的高压端一旦开始运作，则极易将其晶闸管损坏并出现失控的现象，而高频机UPS电源则不会出现这种情况。

2.5 并联情况

工频机UPS电源内装有变压器，变压器的电压一旦出现较大变化，则极易出现变压器直联或并联的现象，导致工频机UPS电源内产生电流环流，使工频机UPS电源功能出现问题，对整体机房系统极易造成损害，而高频机UPS电源内并未装备变压器，因此在高频机UPS电源中，低于2V的电压差并不会产生环流现象。

3 高频机UPS和工频机UPS未来的发展趋势

现如今有关高频机UPS和工频机UPS的使用争议依然存在。我国高频机UPS电源在生产及开发过程中仍存在不足，部分生产技术还达不到标准水平，因此无论是从我国现今发展形式，还是技术开展过程来看，我国大部分企业单位为了提升自身的发展水平，仍旧需要运用工频机UPS电源来提高对机房电力使用的水平，以此来达到维护企业日常工作的目的。

但就我国科技水平的发展速度来说，无论是各个企业在发展中的需求，还是UPS电源的发展趋势，都体现出一点：高频机UPS电源是未来我国发展中最为广泛运用的电源类型。随着高频机UPS电源生产厂商中生产技术的不断更新与发展，其原有技术中的优势会逐渐明显，不足则会随着科技水平的提升而逐渐得到解决。高频机UPS电源则会因其自身优势广泛得到各个行业的重视，为进一步推动我国各行业的迅速发展提供基础条件。

4 结语

综上所述，目前我国大部分企业在生产过程中为了提高电力使用效率，多数利用高频机UPS和工频机UPS电源来维护机房内电力系统的稳定运行，因受到科技水平不断提升的影响，工频机UPS电源中的缺陷愈加突出，而高频机UPS电源则逐渐得到人们的重视，并不断在提高对两种电源的认识的基础上，提高对高频机UPS电源的重视与使用，为提升我国电源生产技术水平提供平台及有利条件。