不間斷電源：數據中心電池備份系統的關鍵部件

數據中心對能源的渴求量巨大，而且隨著數字世界的不斷擴大，這種渴求只會有增無減。好消息是不間斷電源系統 (UPS) 可在斷電時保持數據中心正常運行，從而確保關鍵應用程序在我們的互聯世界中持續運行。

數據中心已經成為我們新數字經濟的支柱。不僅當前技術提供所需的計算能力、存儲和網絡資源，還使得許多新興技術成為可能。

隨著人工智能浪潮下，AI大模型“推波助瀾”互聯系統新時代的到來，下一代數據中心對電力的需求有增無減。新技術（如支持224 Gbps-PAM4的技術）將有助于提高效率，新建和擴建數據中心的速度強調了對高質量、可靠的電源解決方案的需求，以優化數據中心的能源管理——最重要的是在斷電和浪涌期間。

數據中心的性能可以用正常運行時間來衡量。畢竟在停機會造成時間成本高昂且具有破壞性，會導致數據中心所有者和依賴數據中心進行日常運營的客戶的收入損失、生產率下降和品牌聲譽受損。Uptime Institute 最近進行的一項研究發現，超過 60% 的計劃外停機會給受影響的企業造成至少 10 萬美元的損失。而 100 萬美元損失還在不斷增加。這僅僅是經濟損失。如果關鍵應用出現故障，例如聯網醫療設備依靠數據中心的運行來確保及時通知患者生命體征的波動，那么生命就可能受到威脅。

不間斷電源 (UPS) 是有效的數據中心電池備份系統的關鍵部件，對于不間斷電源 (UPS) 的制造商和供應商而言，幾乎不允許出現失誤。現在的問題是，設計工程師如何才能在最需要 UPS 的時候應對這些更高的負載，并確保關鍵應用的正常運行時間？

數據中心需要無縫電源轉換

UPS 由其拓撲結構決定，有三種基本類型：離線（或被動）后備式、線路交互式和在線雙轉換式，每種類型都具有相同的基本特性。在所有情況下，UPS 都利用電池和逆變器在故障時為連接的系統和設備供電。不同的是電池的充電方式、電池的接管方式以及UPS在多大程度上保持或改善電能質量。

在線雙變換式不間斷電源 (UPS) 是數據中心的首選，它們能無中斷地過渡到備用電源，并持續提供保護，防止浪涌、尖峰和功率衰減。離線后備式UPS在停電時需要幾毫秒才能啟動，線路交互式UPS只能為低負載應用提供無縫體驗，與之不同的是，在線式UPS可連續運行。市電首先進入整流器，在轉換為直流電 (DC) 的過程中凈化信號，并為電池充電。然后由逆變器將其轉換回交流電 (AC)，再輸送到連接的系統。在日常運行中，在線式UPS可確保穩定的供電質量，以保護設備和電力輸送。在發生故障時，電池會立即接替工作，直到耗盡為止。

三相在線雙轉換式UPS以 415V 而不是單相 230V 電壓提供電能，對于大型和任務關鍵型數據中心來說，這種不間斷電源 (UPS) 更受青睞。雖然這種不間斷電源 (UPS) 的設計更加復雜，但比單相不間斷電源 (UPS) 更加可靠、高效和可擴展。

影響UPS性能和使用壽命的設計考慮因素

對于自動駕駛和遠程機器人手術等新興應用而言，數據中心的正常運行時間至關重要。這意味著要確保UPS在最關鍵時刻發揮預期性能。以下是有助于提高UPS性能的設計考慮因素：

尺寸

盡管UPS對保護數據中心免受經濟損失至關重要，但它并不有助于創收。如果UPS在數據中心占用過多空間，那么數據中心就無法將這些空間用于服務器或存儲等設備。使用微型化、高功率元件可確保設計工程師在不影響氣流的情況下，將UPS的空間分配到最需要的地方，從而減小系統的整體尺寸，騰出空間用于創收。

熱量

熱量會縮短電池的使用壽命，對UPS系統的使用壽命構成特殊的風險。適當的氣流只是減少熱量的一種方法，而另一種方法是確保 UPS 內的元件專為大功率應用而設計。例如，層壓母排可改善散熱，而專為低壓降設計的連接器可最大限度地減少接觸界面產生的熱量。溫度更低的 UPS 才是更可靠的 UPS。

現場可維護性

雖然UPS系統設計用于在數據中心通常存在的高溫、灰塵和振動環境下正常運行，但這并不意味著它們一直都能完美順暢地工作。很可能會出現一個松動的連接點，并很快導致因水或灰塵的侵入而斷開連接的災難性后果。專為盲插設計的連接器可確保在難以觸及的位置正確就位，而端子二次鎖止機構 (TPA) 可保持連接到位。

電能質量

影響UPS電能質量的因素很多，但通常始于連接器和電纜。連接器設計技術（如降低接觸電阻）可在不產生更多熱量的情況下提高載流量。此外，減少輕微的錯位也有助于提高質量。例如，Molex 莫仕的推薦閱讀PowerPlane 母排連接器在設計上比同類解決方案多出 40% 的觸點，從而提高了性能和可靠性。另外，在合金和電鍍（如銅和銀）方面的選擇也有助于提高質量。不言而喻，確?；ミB解決方案的設計符合功率要求至關重要。

數據中心電池后備系統的可靠性并非可有可無

數據中心不僅是我們新數字經濟的支柱。它們還影響著依賴數據中心的公司的聲譽。在正常情況下，數據中心不會出現在公眾視野中。但當數據中心斷電時，服務影響可能是災難性的。數據中心確保連接系統和設備的持續運行，而UPS則確保數據中心的持續運行。

Molex 莫仕擁有80多年的專業經驗，可為可靠性要求極高的應用提供互連產品。我們的多學科工程專業技術以領先的大功率解決方案產品組合為后盾，包括母排、連接器和電纜組件。我們定期助力UPS制造商構建解決方案，不僅適用于當今的數據中心，還適用于下一代超大規模數據中心。

審核編輯：劉清