UPS的可靠性更多有賴于電源系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，而并非UPS本身的設(shè)計(jì)(如UPS是否采用互動(dòng)式或雙變換技術(shù))。而終，提高UPS可用性的辦法無(wú)疑就是將包括UPS和整個(gè)電源保護(hù)方案在內(nèi)的整體修復(fù)時(shí)間縮至短，將冗余擴(kuò)至。
1平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)之惑
一直以來(lái)，MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)是UPS生產(chǎn)商用來(lái)測(cè)量和說(shuō)明UPS可靠性的關(guān)鍵度量指標(biāo)。不過(guò)，用MTBF萊預(yù)測(cè)UPS的可用性實(shí)際上卻難具說(shuō)服力。
為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我們來(lái)舉一個(gè)例子，假設(shè)一臺(tái)UPS的MTBF是200，0OOh，非專(zhuān)業(yè)人士可能簡(jiǎn)臺(tái)UPS的MTBF是200，0OOh，非專(zhuān)業(yè)人士可能簡(jiǎn)單地以為該設(shè)備可以無(wú)故障運(yùn)行200，000h(約為23年)。但是，事實(shí)上UPS生產(chǎn)商不可能也不會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行為期23年的無(wú)故障運(yùn)行測(cè)試。相反，他們只是根據(jù)UPS組件的預(yù)計(jì)使用壽命先行計(jì)算出一個(gè)MTBF值。然后，在其出貨量增長(zhǎng)到具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)，會(huì)根據(jù)這批設(shè)備實(shí)際的性能數(shù)據(jù)替換到某些初步的預(yù)估值，這些修正后的數(shù)據(jù)可能存在誤導(dǎo)性。比如，假設(shè)2，500臺(tái)UPS在5年的研究期內(nèi)運(yùn)行良好，那么得到的MTBF值可能會(huì)相當(dāng)高。但是如果這些系統(tǒng)中有一個(gè)組件的使用壽命只有6年，那么在5年研究期過(guò)后的一年，它們中的90%可能會(huì)發(fā)生故障。
用可用性來(lái)測(cè)量關(guān)鍵電源后備系統(tǒng)更加具有實(shí)質(zhì)意義。鑒于UPS在數(shù)據(jù)中心所占據(jù)的重要作用，能否快速更換舊零件或故障零件就顯得至關(guān)重要?？捎眯员硎镜氖荕TBF與另一度量單位MTTR(平均故障修復(fù)時(shí)間)相互之間的關(guān)系。MTTR是指從發(fā)現(xiàn)故障、給予響應(yīng)到完全修復(fù)所需的時(shí)間。
可用性A=MTBF/(MTBF+MTTR)
然而，單獨(dú)來(lái)講，盡管可用性比MTBF更能說(shuō)明UPS的可靠性，但是在一些重要方面仍存在不足。具體來(lái)說(shuō)，可用性無(wú)法說(shuō)明例行保養(yǎng)的時(shí)間。如果一個(gè)系統(tǒng)每年都必須安排進(jìn)行檢查、重新校準(zhǔn)或常規(guī)維護(hù)，它實(shí)際的運(yùn)行可肘性會(huì)比上面公式得出的數(shù)值來(lái)得低。
2UPS設(shè)計(jì)和內(nèi)部電源通路
盡管UPS內(nèi)電源通路數(shù)量的增多會(huì)使成本增加，但是這可以確保日某此b系統(tǒng)組件(譬如整流器、逆變器或內(nèi)郡備用電池)發(fā)生故障，關(guān)鍵負(fù)載的供電免于中斷。UPS從設(shè)計(jì)類(lèi)型上基本分為三類(lèi):
當(dāng)UPS檢測(cè)到停電故障時(shí)，后備式UPS可以切斷IT設(shè)備(lTE)的市電供電，為系統(tǒng)提供電源保護(hù)。不過(guò)，一些備用電源系統(tǒng)會(huì)在過(guò)壓或欠壓時(shí)提供局部的電源保護(hù)，對(duì)電池電源的使用較為有限。可見(jiàn)，雖然后備式UPS可提率和降低成本，但有時(shí)提供的電源保護(hù)并不。
(2)互動(dòng)式UPS通常視情況適度調(diào)節(jié)電壓之后，再對(duì)受保護(hù)設(shè)備供電。不過(guò)，互動(dòng)式UPS必須使用電池電源來(lái)防止各種頻率異?，F(xiàn)象和停電'清況，如圖2所示。
(3)雙變換式UPS可以將關(guān)鍵負(fù)載與市電電源完金隔絕，從而確保為IT設(shè)備提供潔凈、可靠的電力。雙變換式UPS比后備式UPS和互動(dòng)式UPS更耗能，因此它們?cè)跀?shù)據(jù)中心或設(shè)備司內(nèi)的散熱量更高，如圖3所示。
這些UPS設(shè)計(jì)的不同之處在于其內(nèi)部的電源通路。后備式UPS通常有兩條電源通路，由一個(gè)電源開(kāi)關(guān)同時(shí)控制。因此，如果電源開(kāi)關(guān)故障，那么lT設(shè)備便會(huì)斷電。
互動(dòng)式UPS通常有兩條完全獨(dú)立的電源通路，其中條通路使用電源接口。如果電源接口發(fā)生故障，則UPS將由電池供電以確保將所有連接的設(shè)備從容關(guān)閉。郡分的互動(dòng)式系統(tǒng)也會(huì)包含一個(gè)靜態(tài)旁路通路，可以自動(dòng)旁路UPS申發(fā)生故障的組件，將lT設(shè)備直接連接至市電電源。
大多數(shù)的雙變換式UPS有兩條電源通路，一條由市電電源或發(fā)電機(jī)供電，一條則由電池電源供電。此外UPS內(nèi)還包括:
（1）自動(dòng)靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)可以旁路發(fā)生故障的整流器或逆變器，并由市電電源直接供電給IT設(shè)備。
（2）手動(dòng)維護(hù)旁路設(shè)備允許技術(shù)人員在不中斷受保護(hù)負(fù)載供電的情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維修。
3提高ups電源通路可用性的策略
提高UPS電源通路可靠性的方法有：
(1)添加并聯(lián)電池組:使用單組串聯(lián)電池的UPS對(duì)正常供電負(fù)載的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增強(qiáng)。如果串聯(lián)申的電池其申一只出問(wèn)題，就會(huì)影響整串電池組放電，從而導(dǎo)致UPS無(wú)法正常供電。如果在UPS上再并聯(lián)一串電池組的話，假設(shè)其中一串電池組發(fā)生故障，那么UPS仍可由另一串正常的電池組供電一段時(shí)間，從而有時(shí)間連接備用發(fā)電機(jī)供電或者從容關(guān)閉負(fù)載設(shè)備。
(2)安裝柴油發(fā)電機(jī):電池供電只能解決一時(shí)的燃眉之急。如果面臨長(zhǎng)時(shí)間的斷電情況，即使使用了長(zhǎng)時(shí)效的電池組可能也是"有心無(wú)力"。因此，在長(zhǎng)時(shí)間停電的情況下，使用柴油發(fā)電機(jī)作為備用供電電源較為理想力口圖4所示。
4通過(guò)并聯(lián)安裝UPS提高可用性
冗余的設(shè)計(jì)邏輯，不僅適用于電源保護(hù)方案，同樣亦適用于UPS設(shè)計(jì)。在電源設(shè)計(jì)申構(gòu)建多條電源通路能夠從根木上提高系統(tǒng)的可靠性。
電源供應(yīng)鏈的終性能受限于其申弱的一環(huán)。因此，在供應(yīng)鏈的每一點(diǎn)上添加多個(gè)冗余可以提高其整體的可靠性。因此，可靠的輸電系統(tǒng)通常包括從總電源至用電負(fù)載的多條相互獨(dú)立的電源通路，相互盡可能避免重疊。采用冗余配置的電源系統(tǒng)，當(dāng)組件發(fā)生故障或者進(jìn)行例行維護(hù)時(shí)郡不會(huì)導(dǎo)致IT設(shè)備關(guān)閉。