浅谈电量传感器在数据中心UPS电源中的应用-山克
随着互联网技术和应用的飞速发展，云计算、云存储、大数据等相关互联网新业务日益增多，数据中心进入规模化建设阶段。 数据中心的大规模建设和应用，导致数据中心的供电需求快速增长。 据美国媒体调查，全球各大网站数据中心的耗电量相当于30座核电站的供电量。 数据中心的建设和运营带来了新的挑战。
在数据中心运行过程中，电源故障、设备故障、雷击事故等不时引发数据中心电力安全事故。 事实上，数据中心停电造成的损失不仅仅是数千万美元的直接经济损失。 对于很多国际知名品牌和上市公司来说，品牌、股价等无形价值的负面影响是无法估量的。
随着新型功率半导体器件的发展，新型电力电子功率变换拓扑结构的发明和应用，以及现代控制理论和数字控制技术的发展，数据中心不间断供电技术得到显着提升。 改进。 供电系统的可靠性、成本和技能、配置灵活性和可扩展性提供了有效的技术支持。 [H] 大型数据中心的任何供电故障都可能给业主和客户造成重大经济损失或灾难性后果。 因此，数据中心可靠运行的关键之一是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可靠性一直是数据中心用户的核心需求。
通常数据中心的不间断供电系统一般包括高压配电系统、变压器、柴油发电机组、低压配电系统、防雷装置、UPS、电池组、前柜、机架配电单元 (PDU)，连接设备等组件。 其中，UPS作为不间断供电系统的核心部件，起着举足轻重的作用。 为了保持不间断供电系统始终高效运行，在某些情况下选择双转换在线模式可能更为合适。 特别是在交流电源高度失真和/或电压变化较大的地理区域，双转换在线式UPS无需频繁切换到电池供电即可维持正常输出。 较低的电池使用量可以节省电池容量以应对长期停电并延长电池寿命。 此外，降低电池更换成本可以抵消在线交互式UPS初始成本低和运行成本低的优势。 在某些特殊情况下，可能需要使用双转换在线UPS。 例如，对于某些医疗设备或仪器，需要功率因数校正（PFC）、更小的物理尺寸或频率转换等。
为了使UPS工作在上述高效模式下，离不开功率传感器对一些关键位置的电压、电流信息的测量。
顾名思义，一台双转换在线UPS会进行两次电源转换。 首先，将交流输入（包括所有电压尖峰、失真和其他异常）转换为直流。 然后，在UPS的精确控制下，直流再次转换为交流。 该交流输出甚至可以具有与交流输入不同的频率。 当有交流输入时，提供给负载设备的所有电源都经过这个双转换过程。 当交流输入超过规定范围时，UPS 将从电池获取电源，使 UPS 输出不受影响。 在大多数双转换在线设计方案中，这种交流输入和UPS内部电池之间的转换需要几毫秒。 同样，在这些转换过程中，存储的能量由“直流链路”中的电容器提供给逆变器。 因此，即使进入“直流环节”的电源暂时中断，UPS的输出电压也不会受到影响，可以继续供电。
在上述功率转换过程中，需要功率传感器来监测交流输入和直流环节以及最终交流输出等许多环节的输入和输出电压或电流。 主要因素如下：
另外需要注意的是，UPS的交流输入端和交流输出端的电流传感器的选择要根据不同的应用特点进行区分。
在选择UPS交流输入端使用的电流传感器时，主要考虑一次电流为正弦波，然后可以根据设计的过载系数和纹波系数确定电流传感器的最大可测量峰值范围。
在为不间断电源的交流输出选择电流传感器时，需要注意具有非线性负载的不间断电源的另一个关键指标——谐波系数(CF=峰值系数)。通常UPS的CF值范围的选择根据负载的不同而不同，通常设置在2.1-3.0之间。因此，在选择电流传感器的可测范围时，有必要特别注意这一点，否则会导致采样范围不足导致控制盲区，从而导致最终UPS交流输出电压失真。
所以，选择一款合适的电量传感器对于数据中心不间断电源的整体性能提升至关重要，从而保证设备的高效运行。
