如今，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，靜態(tài)UPS的功率損耗逐漸下降。早期具有輸入和輸出變壓器的采用晶閘管技術(shù)的在線(xiàn)式UPS(簡(jiǎn)稱(chēng)雙變換式UPS或IEC的“VFI”)的滿(mǎn)載運行效率僅為83%-85%。而目前采用晶體管(IGBT)技術(shù)的高頻在線(xiàn)互動(dòng)式UPS的滿(mǎn)載效率可達到95%-97%。

更加高效，熱量更少

當今的UPS的能源效率提高了15%，而冷卻需求卻在下降，提高了其可靠性。模塊化UPS的平均故障間隔時(shí)間(MTBF)從不足2.5萬(wàn)小時(shí)上升到15萬(wàn)小時(shí)；輸出電壓波形失真從5%降低到1%；噪音從95dBA降至70dBA；占地面積甚至減少了90%。

即使雙變換UPS，其效率也達到了96.8%，每千瓦容量的成本降到了以往的最低水平。這對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是有利的，但廠(chǎng)商從UPS獲利的唯一方法是提供售后服務(wù)。

歐洲廠(chǎng)商生產(chǎn)的UPS基本都取消了變壓器，而在北美，無(wú)變壓器的UPS仍然是一個(gè)新事物，像APC這樣的廠(chǎng)商也采用了在線(xiàn)互動(dòng)式拓撲結構，雖然沒(méi)有任何頻率的保護，并不是技術(shù)上的“在線(xiàn)”式，盡管是這樣，這種架構的UPS在穩定的電網(wǎng)中仍然工作得很好。

上世紀90年代，Invertomatic公司在瑞士推出了經(jīng)濟模式（ECO模式，工作原理如圖1）UPS，但市場(chǎng)銷(xiāo)售情況并不樂(lè )觀(guān)。之后行業(yè)廠(chǎng)商推出的模塊化UPS解決了大多數數據中心的部分負荷問(wèn)題。經(jīng)濟模式的原理很簡(jiǎn)單：當市電穩定時(shí)，UPS自主切換到旁路模式供電，降低電力損耗，特別是無(wú)變壓器設計的UPS，該模式下UPS整流器仍然工作，為蓄電池充電(需要比飛輪UPS低得多的功率)，而逆變器處于待機狀態(tài)，旁路(晶閘管開(kāi)關(guān))開(kāi)通為負載供電，直到電力出現異常，此時(shí)UPS的靜態(tài)開(kāi)關(guān)將負載轉移到逆變器，運行在該模式的UPS有個(gè)顯著(zhù)的缺點(diǎn)，就是UPS工作在旁路時(shí)并沒(méi)有電源質(zhì)量的改善。

圖1

現在有一些“先進(jìn)”的經(jīng)濟模式UPS切換時(shí)間為2ms而不是4ms，有些則會(huì )監測負載失真并做出關(guān)于電網(wǎng)的決策，但是基本理念仍然如此，如果電力是穩定的，那么就可以節約電能。

然而這通常會(huì )有風(fēng)險，而經(jīng)濟模式也沒(méi)有什么不同。每當電力出現偏差時(shí)，負載就會(huì )從旁路切換到正常模式，這與雙變換UPS所提供的保護完全相反。這種切換代表著(zhù)負載面臨風(fēng)險，雖然這種風(fēng)險可能很小，但用戶(hù)必須將與其回報進(jìn)行平衡。

隨著(zhù)電力成本的上升和概念的推廣，經(jīng)濟模式已被人們所接受，然而效率并不總是用戶(hù)期望的最重要的指標。

采用碳化硅(SiC)的UPS更節能高效

采用經(jīng)濟模式運行的UPS，具有極大的優(yōu)勢，但最新開(kāi)發(fā)的碳化硅技術(shù)可能會(huì )抵消經(jīng)濟模式的優(yōu)勢，目前晶體管制造都是傳統可控硅器件，對于UPS來(lái)說(shuō)，絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)的功能越來(lái)越強大且可靠。

采用IGBT器件的UPS有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，其開(kāi)關(guān)的速度越快(以獲得更高的精度)，電力損失就越高。這主要是因為模塊效率的上限為96.8%，而采用碳化硅器件，理論上可將雙變換UPS效率提高至98%~99%。

合成的碳化硅粉末自1893年以來(lái)已經(jīng)批量生產(chǎn)，采用碳化硅制造的IGBT最初的成本很高，但節能效果也很顯著(zhù)，而且所有這些都不會(huì )將關(guān)鍵負荷轉移到電網(wǎng)中，不會(huì )增加電力轉換的風(fēng)險。

在模塊層面上，碳化硅主要有兩個(gè)好處：更小的芯片尺寸和更低的動(dòng)態(tài)損耗。在系統層面上，這些優(yōu)勢可被以多種方式利用。低動(dòng)態(tài)損耗帶來(lái)輸出功率的顯著(zhù)增加，將提供減輕重量和減小體積的機會(huì )。值得一提的是，無(wú)需額外的冷卻能力就可實(shí)現功率的增加，因為與可控硅器件相比，碳化硅帶來(lái)實(shí)際的損耗減少，可以在相同的冷卻條件下得到更高的輸出功率。低功率損耗可以提高能效，允許設計更高效率的逆變器，因此應用在UPS上更加高效節能。

因此，采用碳化硅可以不再采用經(jīng)濟模式運行UPS，甚至可以淘汰在線(xiàn)互動(dòng)式UPS，當用戶(hù)能夠以不到1%的電能損失，卻可以獲得電壓和頻率保護的全面保護時(shí)，誰(shuí)會(huì )需要UPS運行在經(jīng)濟模式呢?

關(guān)于英威騰：

英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的工業(yè)自動(dòng)化和能源電力領(lǐng)域的產(chǎn)品與服務(wù)提供者，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國家火炬計劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，目前擁有16家控股子公司，分駐于全國的12大研發(fā)中心，申請各類(lèi)專(zhuān)利800多件，依托于電力電子、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制、信息技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，主要產(chǎn)品涵括高中低壓變頻器、電梯智能控制系統、伺服系統、PLC、HMI、SVG、UPS、電機和電主軸、光伏逆變器、軌道交通牽引系統、新能源汽車(chē)電控系統等。英威騰現有員工2500多人，大型生產(chǎn)基地3個(gè)，營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )遍布國內及海外60多個(gè)國家和地區。