UPS散热风扇可有效提高UPS系统可靠性

时间： 2023-09-27 来源：华夏恒泰官网

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什么是UPS
UPS(Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于为部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源，为单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。

UPS的作用简述
当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护，逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压冲浪等功能的电力保护系统。

UPS为何会发热
UPS工作在不同的模式下，产生的热量不相同。在UPS绝大部分运行时间内，工作在主路逆变状态，运行效率达80%~98%。UPS的2%~20%功率会转化成热量。一个100 kVA的UPS系统可以产生5 kW~10 kW的热量。UPS因散热等外在因素降低了其容量的使用效率。对于大型的UPS来说，电气元器件多，热量损耗大，效率很容易低于95%，低于90%也是非常常见的。这就意味着5%到10%的功率转换成热量消耗了。

而且，在UPS电源的设计中，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块已经得到越来越广泛的应用。IGBT模块会产生大量热量，一般通过导热硅脂（Tgrease2500、Tgrease300x）或导热相变材料（TPCM 780SP）与散热器相连将热量导出到系统空间。

UPS如何解决散热问题
UPS电源的工作环境的温度不高于25℃。如果工作环境温度超过25℃，每温升增加10℃，电池的寿命就会缩短一半左右。（参考资料：中国知网《UPS电源的使用与维护》以及《大功率UPS系统关键器件寿命分析及其在应用中的影响》）。

与自然对流冷却相比，使用散热风扇冷却的效果较好，可将系统内温度降低多达30 ℃。UPS系统中，若无散热风扇，系统内部的气流速度过低，将会导致系统内元器件温升过高。元器件外壳与外界温度差会超过40 ℃，器件表面到内部热源还有5 ℃到15 ℃的温差。UPS元器件及系统故障率会明显提升。而通过散热风扇的强制空气冷却，40 ℃的温升可以降到10 ℃以下。因此，几乎所有功率等级的UPS都会使用强制空气冷却，来降低器件的温升。

如何提高UPS散热风扇在系统中的可靠性
UPS可靠性很大程度决定于风冷系统的可靠性。而散热风扇长时间不停地运转，是UPS内部比较薄弱容易出问题的环节，属于易损件。如何才能提高UPS散热风扇在系统中的可靠性：
1、设置过滤网，减少进入设备内部的灰尘颗粒。轴流风扇的使用寿命实际上取决于轴承的寿命，而轴承的寿命由工作温度和清洁度来决定。少尘、散热良好的工作环境，有利于延长散热风扇的寿命（一盟散热风扇的寿命可达7万小时）。
2、采用集中式冗余散热，将器件散热片集中在一腔室空间中，设计散热风道；进行散热冗余设计，即使有散热风扇故障，也可以保证系统正常散热。
3、加强散热风扇更换的可操作性，比如可带电更换风扇，维修方便。

当然，选择适合UPS系统的散热风扇及散热风扇品质优良的也是提高UPS系统可靠性的必要前提。以上为UPS系统及UPS散热风扇的相关内容，如需了解更多，请联系世强技术人员。

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