目前UPS的發展方向（xiàng）是高頻機型UPS替代工頻機型UPS，因為首（shǒu）先高頻機型UPS相比工頻機型（xíng）UPS來講（jiǎng），不僅取消（xiāo）了笨重的變壓器，在效率方麵也是提高了近5%。可（kě）是（shì）國內（nèi）的現狀就是還（hái）有些戶對高頻機不太信任，這（zhè）一（yī）方麵也是因為宣傳的緣（yuán）故。造成了（le）普遍用（yòng）戶對（duì）高頻機（jī）的不（bú）信任。雖然工頻機型UPS使用的曆史比較長，但由於它固有的（de）缺（quē）點想真正提高機房（fáng）節（jiē）能是不太可能實現（xiàn）的，如圖1所示。
技術總（zǒng）是在發展的，新技術代替舊技術是曆史的發展規律。然而，新舊之間的替代與轉換一（yī）般並不是那麽順利，人類社會是這樣，自然、科技領域也（yě）是如此。現在的電子技術已進入數字化時代，這是不可逆轉的技術發展規律（lǜ），各行各業遲早都要集中到這（zhè）一條路上來，但就某一個時期來說發展是不平衡（héng）的，這（zhè）中間有（yǒu）很多因素的影響，比如各自的技術發展水平不同，人員對新技（jì）術的認識和接受能力不同等等。具體到UPS領域又何嚐不是（shì）如此。
一、工頻機UPS和高頻UPS的一般概念
靜止變換式（shì）工頻機結構UPS技術出現在（zài）上個世紀70年代，毫無疑問在當時（shí）屬尖端技術，幾十年間也為電子電器技術領域作出了不朽的貢（gòng）獻（xiàn），有口皆碑。一般說任（rèn）何技術的（de）先進性是相對（duì）而言，任何先進的產品也有其一定的適用期。隨著IT技（jì）術（shù）的出現與發展，工頻機（jī）UPS組件暴（bào）露出它的缺點，比如體積大、重量大、功耗大（dà）和輸入功率因數低等不利因素大大影響了（le）數據中心的可靠性。
在曆史發展中總是遵循這樣（yàng）一個規律：每當一種技術阻礙生產力發展時，就會有一種（zhǒng）新的技術產生出來代替（tì）。毫不例外，高頻機UPS技術問世了。為了區別以前的UPS，就起了一個高頻機UPS的名字（zì）。原來那種輸入（rù）輸出都工作在50Hz並且（qiě）有輸（shū）出變壓器的老的（de）電路結構就（jiù）稱作工頻機UPS；而這種輸入輸出電路（lù）都工作（zuò）在20kHz以上且沒有的輸出變壓器的電路就稱為高頻機UPS。
二、高頻UPS比工頻機UPS有哪些優（yōu）點
1、 輸入功率因數高
工頻機UPS一般在200kVA以下的輸入電路都采用了（le）可控矽（guī）6脈衝整（zhěng）流，輸入功率因數（shù）不（bú）超過0.8，諧波電流有30%之大。如果前麵接發電機，發（fā）電機的容量至少要3倍於UPS功（gōng）率；如果是單相小功率UPS，發電（diàn）機的容量至少要5倍於UPS功率。
但是，任（rèn）何容量的高頻機UPS的輸入功率因（yīn）數都可做到0.99或甚至以上，諧波電流小於5%，前置發電機的容量理論上（shàng）和UPS功率相同，大大縮減了投資和占地麵積等。尤其是對市電的充分利用具有良好的經濟意義和社會意義。
2、 本身功耗小
在同樣指標下，比如要求（qiú）輸入功率因數（shù）為0.95以上時，工頻機UPS就必須外加諧波（bō）濾波器（qì）或改為12脈衝整流，就是說（shuō）前麵要（yào）增加一個設備，再加上輸出變壓器，就比高頻（pín）機UPS多了兩個環節，如圖1所示。由於此二者（zhě）的影響，使得工（gōng）頻機UPS的效率比高頻機UPS低5%。在同樣是100kW的容量時工頻機UPS每年要比（bǐ）高頻機UPS多消耗5萬度（dù）電！這在中央號召節（jiē）能減排的今天，能源的節約具有深遠（yuǎn）意義。
圖1 高輸入功率因數下的（de）工頻機UPS和高頻機UPS結構方（fāng）框
3、 對外幹擾小
UPS的幹擾一般有兩種，一種是聽得到的機械噪聲，一種是聽不到的電噪聲，這兩種（zhǒng）噪聲工頻機（jī）UPS都有（yǒu），形成了對設備（bèi）和對人的（de）傷害。電噪（zào）聲影響機器的穩定度，機械噪聲影響人的身心健康，降低工作效率。
而高頻機UPS由於工作在20kHz以上，20kHz是人的耳朵聽不到的頻率，使工作環境安靜下來。又由於（yú）一般的高頻機UPS的輸入功率因數高達0.99以上，幾乎是線性，所以對外幹擾（rǎo）幾乎為零。
4、 體積小、重量輕
工頻機UPS由於有了輸出（chū）變壓（yā）器和適應50Hz的電感電容等低頻器（qì）件使得體（tǐ）積重量都很大。比如某品牌200kVA工頻機UPS重1380kg，而同（tóng）是這一廠（chǎng）家的250kVA高頻機 UPS 重量隻有830kg。
5、全數字技術
工頻（pín）機UPS開始是模擬技術，現（xiàn）在（zài）一般發展為數字與模擬相結合的技術。模擬技術的可靠性要比數字技術（shù）低。而高頻機UPS技術是一種（zhǒng）全數字化技術，不言而喻，可靠（kào）性是很高的。
6、對電網的適應能力（lì）強
工頻機UPS對於（yú）適應輸入電壓±15%的變（biàn）化已很不易；而高頻機UPS甚至適應輸入電壓±30%以上的變化，這（zhè）又大大延長了UPS的電池壽命（mìng）。
7、能將並機環流衰減到幾乎為零
工頻（pín）機UPS的並聯就是變（biàn）壓器的直接並聯，而變壓器的（de）直接並聯最容（róng）易產生環流，而且這個環流的路徑暢通無阻（zǔ），如圖（tú）2（a）所示；高頻機UPS由於沒有輸出變壓器，它們的（de）並聯如圖2（b）所示，可以看出這裏的環流路徑上處處是障礙，小於2V的電壓差根本形不成環流，而工頻機（jī）UPS在此情況下就會形成很大的（de）環流。
圖2 兩種UPS並聯方框圖
總之，高頻機UPS在性能上不（bú）但能完全替代工頻機UPS，而（ér）且還具有很多後者沒有的特點。
工（gōng）頻機（jī）UPS的生（shēng）產廠商和推銷者為了延（yán）長產品的銷（xiāo）售壽命，在其他性能指標上無法與高頻（pín）機 UPS抗敵，就把希望寄托在輸出變壓器上，因為高頻機 UPS沒有這個變壓器，再加之一（yī）些用戶缺乏（fá）技術概念，於是就賦予了變壓器很多具有神秘色彩的功能。比如這個變壓器可以抗幹擾、可以緩衝負載浪湧電流、可以隔直流、可以適應電網電壓的衝擊和變化，等等。
在這裏，不要忽略電源的基本功（gōng）能，UPS是電壓源，電壓源的基（jī）本功能是輸出電壓動態性能要好，即無論負載在允許範圍內如何變化，電壓總是（shì）穩定的。根本不允許變壓器對負載進行什麽“抵抗”或“緩衝”。
有的（de）人就表示，這（zhè）個變壓器是為了在逆變器功率管損壞時隔斷直流電流到負（fù）載的通路而加入的，對此說（shuō）法不妨做一個探討，看（kàn）一看變壓器是（shì）否有阻隔直流的功能。圖3示出了一般變壓（yā）器的工作情（qíng）況。首先承（chéng）認這種變（biàn）壓器是變（biàn）換交流（liú）電的，如（rú）圖中正弦波（bō）。假如不（bú）用來變換交流電而是施加直流，如圖2中將（jiāng）電池組開關S閉合，由（yóu）於變壓器繞組內阻相當小（近似於短路）就會在電池組和變壓器初級繞組之間形成相當大的電（diàn）流，一直到將電池組或導線或繞組燒斷為止（zhǐ）。換言之（zhī），這種電源變壓器（qì）不能加直流。
下麵就來討論逆變器功率管損壞情況。逆變器功率管（guǎn）的損壞有（yǒu）兩種情況：斷開或穿通（短路）。圖（tú）4示出了UPS全橋逆變（biàn）器一（yī）個功率管（比如VT2）開路（斷開）的情況。從（cóng）圖中可以（yǐ）看出，在此情況下的電流路徑隻能是（shì）一個方向（xiàng）的，就是說隻能輸出一（yī）個極性的半波，如圖中（zhōng）所示。一個極性就意味著含直流成分，直流電流（liú）分量（liàng）在變壓器初級繞組（zǔ）中的積（jī）累會使繞組達到飽和狀態，就類似於繞組短路，形成很大的電流，以致將（jiāng）變壓器和電池這個（gè）回路燒斷時才結束。這個直流電（diàn）流倒是沒有（yǒu）進（jìn）到負載（zǎi）端，但UPS本身燒了。
再看逆變器一支功率管（比如VT2）穿通（短路）的情況。隻要VT4一導通就形成對前麵直流電壓的短路狀態，如圖5所示。強大的電流可（kě）將VT4瞬（shùn）間（jiān）炸毀，如果不是炸斷就更危險，它可能會將電池組燒毀。某電子公司就因為（wéi）這原因，一舉燒毀了72節100AH電池。在這（zhè）種情況下也是隔斷了直（zhí）流，同樣（yàng）是把自己給燒毀了。
以上兩種情況都是用燒毀UPS本身的代（dài）價（jià）而保護（hù）了IT設備，這對IT設備用（yòng）戶是不是（shì）就算是一（yī）種福音呢？當然不是，因為不論是燒毀UPS還是（shì）IT設備都（dōu）會使係統（tǒng）崩潰而無法繼續工作。
如果UPS供電設（shè）備（bèi）在逆變器功（gōng）率（lǜ）管損壞的情況下（xià）不（bú）但保護了IT設備，同時也保證（zhèng）了本身的安然（rán）無恙，這樣的隔（gé）直流功能才有實際意義，這才是用戶真正（zhèng）需要的。
在大功（gōng）率三相UPS中這個變壓器（qì）具有（yǒu）隔（gé）斷三次諧波的能（néng）力，但必須是D-Y連接，如圖6所示。可惜的是（shì）這種連接方法消（xiāo）除的是線電壓上（shàng）的三次諧波，而相電壓上的（de）諧波不能消除，
如圖6右圖所示。再說逆變器本身產生的三次諧（xié）波幾乎為零，根本不（bú）用到輸出端去消除。而負載（zǎi）大都用相電壓220V，並且還破壞相電壓波（bō）形而產生三次諧波。因此在這裏談（tán）什麽消除三次諧波好（hǎo）像沒有實用（yòng）價值。
工頻機（jī）UPS輸出變壓器的基本功能就（jiù）是變壓和產生隔離接地（dì）點，其他功能隻是想像中（zhōng）的一種美好願望。
三、高頻機UPS與（yǔ）工頻機UPS的（de）現狀
因為高頻機UPS對技術與工藝以及（jí）生產手（shǒu）段的要求非（fēi）常嚴格，一（yī）般也不容易防製，20kHz以上的高頻機UPS容量都小於100kVA，隻有少數製造廠的技術真正過關（guān），並（bìng）且已顯示出（chū）強大的生命力。在大（dà）功（gōng）率範圍雖然不能做到20kHz，但（dàn）可以采用高頻（pín）機結構，比（bǐ）如用IGBT高頻整（zhěng）流（liú）（相（xiàng）對於50Hz而言），頻率（lǜ）一般在（zài）15kHz以下，多數廠家已可做到200kVA，但也有佼佼者，比如秀康10年前（qián）就（jiù）可做到8kHz/480kVA，伊頓9395也可做到15kHz/1200kVA，並已成為美國的軍方（fāng）指定產品。這說明高頻機結構UPS技術早已成熟。在我國軍方和金融等重要部門也紛紛采用，並收到了良好的效果。
當然工頻（pín）機（jī）結構UPS在這種情況下（xià）的日子會越來越（yuè）艱難，好在是還有那麽一（yī）批廠家的（de）高頻（pín）機結構UPS沒有過關，還得主推工頻機UPS，作為市場手段多說一些當前用工頻機UPS更（gèng）合適之類的語言，多說一些工頻機（jī）的好處（chù）和多找一些高（gāo）頻（pín）機的（de）缺點均屬正常現象，這可以（yǐ）理解，也可能是（shì）認識問題。但不要認為（wéi）工頻機UPS技術永遠不落後。從科學發展觀來說（shuō），以後一段時間內無疑是高頻機UPS的市場。不可（kě）否（fǒu）認，高頻機（jī）UPS同樣也有退出曆史舞台的一天，當然那是後話。
四（sì）、所（suǒ）謂兩個發展方（fāng）向
現在有一種說法：高頻機UPS和（hé）工頻機UPS是兩（liǎng）個發展方（fāng）向（xiàng）。這就（jiù）使人糊塗了：
難道效（xiào）率低的產（chǎn）品也是發展方向？難道部考慮節能減排（pái）了嗎？
難道耗費資源和笨重的產（chǎn）品也是發展方向？
總之，這種觀點不外乎說：高頻機UPS與工頻（pín）機UPS並存（cún）；節能減排與浪費能量和資源並存；先進與落後並存…所謂技術上的並存應該（gāi）是不可替代的，比如自行車雖然比汽（qì）車跑（pǎo）得慢，但它們在一定程度上是互相不可替代的；而這裏的UPS技術卻是可以完全替代的。這就像汽車2型可以替代1型，3型可以替代（dài）2型一樣（yàng）的道理。
