目前UPS的發展（zhǎn）方向是高（gāo）頻機型UPS替代工頻機型UPS，因為首先高頻機型UPS相比工頻機型UPS來講，不僅取（qǔ）消了笨重的變壓器（qì），在效率方麵也是提高了近5%。可（kě）是國內的現狀（zhuàng）就是（shì）還有些（xiē）戶對高（gāo）頻機不（bú）太信任，這一方麵也是因為宣傳的緣故。造成了普遍用戶對高（gāo）頻機的不信任。雖然工頻機（jī）型UPS使用（yòng）的曆史比（bǐ）較長，但由於它固有的缺點想真正提高（gāo）機房節能是不太可（kě）能實（shí）現的，如圖1所示。
技術總是在發展的，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般並不是那麽（me）順（shùn）利，人類社（shè）會是這樣，自然、科技領（lǐng）域也是如此。現在的電子技術已進入數字化時代，這是（shì）不可逆轉的技（jì）術發展規律，各行各業遲早都要集中到這一條路上來，但就某一個時（shí）期來說發展是不平衡的，這中間有很（hěn）多因素（sù）的影響，比如各自的技（jì）術發展水平不同，人員對（duì）新技術的認識和接受能力不（bú）同等等。具體到UPS領域又何嚐不是如此。
一、工頻機UPS和高頻UPS的（de）一（yī）般（bān）概念
靜止變換式工頻機結構（gòu）UPS技術（shù）出現在上個世紀70年代，毫（háo）無疑問在當時屬尖端技術，幾十年間（jiān）也（yě）為電子電器技術領域（yù）作出了不朽的（de）貢（gòng）獻，有（yǒu）口皆碑。一般說（shuō）任何技術的先進性是相對而言，任何先進的產品也有其一定的適用期。隨著IT技（jì）術的出（chū）現（xiàn）與發展，工頻（pín）機UPS組件暴露出它的缺點，比如（rú）體積大、重量大、功耗大和輸入功率因（yīn）數低等不（bú）利因素大大影響了數據（jù）中心的可靠性。
在曆史（shǐ）發（fā）展中總是遵循（xún）這樣一個（gè）規律：每當一種技術阻礙生產力發展時，就會有一種（zhǒng）新的（de）技（jì）術產生出來代替。毫不例外，高頻機UPS技術（shù）問世了。為了區別以前的UPS，就起（qǐ）了（le）一個高頻機UPS的名字。原來那種輸入輸出（chū）都工作在50Hz並且有輸出變壓器的老的電路結構就稱作工頻機UPS；而這種輸入（rù）輸出電路都工作在20kHz以上（shàng）且沒（méi）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（nǎ）些優點
1、 輸（shū）入功率因數高
工頻機UPS一般（bān）在200kVA以下（xià）的輸入電路都采（cǎi）用了可控矽6脈衝整流，輸入功（gōng）率因數不超過0.8，諧波電流（liú）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功率；如果（guǒ）是單相小功率UPS，發電機的容量至少要5倍於UPS功率。
但是，任何容量的高頻機UPS的輸入功率因數都可做到0.99或甚至以上，諧（xié）波電流小於5%，前置發電機的（de）容（róng）量理論上和UPS功率相同，大大縮減了投資和占地麵積等。尤其是（shì）對（duì）市電的充分利用具有良（liáng）好的經濟意義和社會（huì）意（yì）義。
2、 本身功耗小
在（zài）同樣指標下，比如要求輸入功率因數為0.95以上時，工（gōng）頻機UPS就必須外加（jiā）諧波濾波器或改為12脈衝整（zhěng）流（liú），就是說前麵要增加一個設備，再加上輸出變壓器，就比高頻機UPS多了兩個環節，如圖（tú）1所示。由於此二者（zhě）的影響，使（shǐ）得工頻機UPS的效率（lǜ）比高頻機UPS低5%。在同樣是100kW的容量時工頻機UPS每年（nián）要比高頻機（jī）UPS多消耗5萬度電！這（zhè）在中央號召節能減排的今天，能源的節約具有深遠意（yì）義。
圖1 高輸（shū）入功率因數下的工頻機UPS和高頻機UPS結構方框
3、 對外幹擾小
UPS的幹擾一般（bān）有兩種，一種是（shì）聽得到的機械噪聲，一種是聽不到的電噪聲，這（zhè）兩種噪聲工頻機UPS都有，形（xíng）成了對設備和對（duì）人的傷害。電噪聲影（yǐng）響機（jī）器的穩定度，機械噪聲影響人的身心健康，降低工作效率。
而（ér）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（zuò）環境安（ān）靜（jìng）下來。又由於（yú）一般的高頻機UPS的輸（shū）入（rù）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（shū）出（chū）變壓器和適應50Hz的電感電容等低頻器件（jiàn）使得體積重量都很大。比如（rú）某品牌200kVA工頻（pín）機UPS重1380kg，而同是（shì）這一廠（chǎng）家的250kVA高（gāo）頻機 UPS 重量隻（zhī）有830kg。
5、全數字技術
工頻機UPS開始是模擬技術，現在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（bǐ）數字技術（shù）低。而高頻機UPS技術是一種全（quán）數字化技術，不言而喻，可靠性是很高的。
6、對電網的適應能力強
工頻機UPS對於適應輸入電壓（yā）±15%的變化已很不易；而高頻機UPS甚至適應輸（shū）入電壓±30%以上的變化，這又大（dà）大延（yán）長了UPS的電池壽命。
7、能將並機環流衰減到幾乎為零
工頻機UPS的並聯就是變壓（yā）器的直接並聯（lián），而變壓器的（de）直（zhí）接並聯最（zuì）容易產生環流（liú），而且這個環流的路徑暢通無（wú）阻，如圖2（a）所示；高頻機UPS由於沒有輸出變壓器，它（tā）們的並聯如圖2（b）所示，可以看出這裏的環流路徑上處（chù）處（chù）是（shì）障礙，小於2V的（de）電壓差根本形不成環流，而工頻機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在性能上不但能完全替（tì）代工頻機UPS，而且還具有很多後者沒有的（de）特點。
工頻機UPS的生產廠商和推銷者為了延（yán）長（zhǎng）產品的銷售壽命（mìng），在其（qí）他性能指標上無法（fǎ）與高頻機（jī） 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（yā）器，再加之一些用（yòng）戶缺乏技術概念，於是（shì）就賦予了變壓器（qì）很多具有神秘色彩的功能。比如這個變壓（yā）器可以抗幹擾、可（kě）以緩衝負載浪湧電流、可以隔直流、可以適（shì）應電網電（diàn）壓的衝擊和變化，等（děng）等。
在這裏，不要忽略電源的基本功能，UPS是電壓源，電壓源的基本功能是輸出電壓動（dòng）態性（xìng）能要好，即無（wú）論負載在允許範圍內如何變化（huà），電壓（yā）總是穩定的。根本（běn）不允許變壓器（qì）對負載進行什麽“抵抗”或“緩衝”。
有的人就表示（shì），這個變壓（yā）器是為（wéi）了在逆變器功率管損（sǔn）壞（huài）時隔斷直流電流到負載的通路而（ér）加入的，對此說法不妨做一個探討，看一看變壓器是否有阻隔直流的功能。圖3示出了（le）一般變壓器（qì）的（de）工作情況。首先承認這種變（biàn）壓器是變換交流（liú）電的，如圖中正（zhèng）弦波。假如不用來變換交流電而是施（shī）加直流，如圖2中將電池組開關（guān）S閉合，由於變壓器繞組內阻相（xiàng）當小（近似於（yú）短（duǎn）路）就會在電池組和變壓器初級（jí）繞組之間形成相（xiàng）當大的電流，一直到（dào）將電（diàn）池組或導線或繞組燒斷為止。換言之，這種電源變壓器不能加直流。
下麵就來討論逆變器功率管（guǎn）損壞情況。逆變器功率管（guǎn）的損壞有兩種情況：斷開或穿通（短（duǎn）路）。圖4示出（chū）了UPS全橋（qiáo）逆變（biàn）器一個功率管（比如VT2）開路（斷開）的情況。從（cóng）圖中可以看出，在（zài）此情況下的電（diàn）流路徑隻能是一個方向（xiàng）的，就是說（shuō）隻（zhī）能輸出一個極性的半波，如圖中所示。一個極（jí）性就意（yì）味著含直流成分，直流電流分量在變（biàn）壓器初級繞組中的積累會使（shǐ）繞組達到飽（bǎo）和狀態，就類似（sì）於繞組短路，形（xíng）成很大的電流（liú），以致將變壓器和電池這個回路燒斷時才結束。這個直流電流倒（dǎo）是沒有進到負載端，但UPS本身燒（shāo）了。
再看逆變器一支功率管（比（bǐ）如VT2）穿通（短路）的情況。隻要VT4一導通（tōng）就形成對前麵直流電壓的短路狀態，如圖5所示。強（qiáng）大的電流可將VT4瞬間（jiān）炸毀，如果不是炸斷就更危險，它可（kě）能會將電（diàn）池（chí）組燒毀。某（mǒu）電子公司就因為這原因（yīn），一舉燒（shāo）毀了（le）72節（jiē）100AH電池。在這種（zhǒng）情況下也是隔斷了（le）直流，同樣是把自（zì）己給燒毀了。
以上兩種情況都是用燒毀（huǐ）UPS本身的代價而（ér）保護了IT設備（bèi），這對IT設（shè）備用戶是不是就算是一（yī）種福音呢？當然不是，因為不論是燒毀UPS還是（shì）IT設備都會（huì）使係統崩潰而（ér）無法繼續工作。
如果UPS供電（diàn）設（shè）備在逆變器功率管損（sǔn）壞（huài）的情況（kuàng）下不但保護了IT設備，同時也保證了本身的安然（rán）無恙，這樣的（de）隔直流功能才有實際意義，這才是用（yòng）戶真正需要的。
在大功（gōng）率三相UPS中這個（gè）變壓器（qì）具（jù）有隔斷三次諧波的能力，但必須是D-Y連接，如圖6所示（shì）。可惜的是這（zhè）種連接（jiē）方法消除的是線電壓上的三次諧波（bō），而相電壓上的諧波不能消除，
如圖6右圖所示。再說逆變器本（běn）身產生的三次諧波幾乎為零，根本不（bú）用到輸出端去消除。而負載大都（dōu）用相電壓220V，並且還破壞相電壓波形而產生三（sān）次（cì）諧波。因此在這裏談什麽消除三次諧波好像（xiàng）沒有實用價值。
工頻（pín）機UPS輸出變壓器的基本功能就（jiù）是變壓和產生隔離接地點，其他功能隻是想像中的一種美好願望。
三（sān）、高頻機UPS與工頻機（jī）UPS的現狀（zhuàng）
因為高頻機UPS對技術與工藝以及生產手段的要求非常（cháng）嚴（yán）格，一般也不容易防製，20kHz以上的高頻機UPS容量都（dōu）小（xiǎo）於100kVA，隻有（yǒu）少數（shù）製造廠的技術真正過關，並且已顯示出強（qiáng）大的生命力。在大功率範圍雖然不能做到20kHz，但可以采用（yòng）高（gāo）頻機結構（gòu），比如用IGBT高頻整流（相對於50Hz而言），頻（pín）率一般在15kHz以下，多數廠家已可做到200kVA，但也有佼佼者，比如秀康10年前就可做到8kHz/480kVA，伊頓9395也可做到15kHz/1200kVA，並已成為美國的軍方指定產品。這說明高頻機結構UPS技術早已成熟。在我（wǒ）國軍方和金融等重要部（bù）門也紛紛采用，並收（shōu）到了良好的效果（guǒ）。
當然工頻機結構UPS在這種情況下的日子會越來越（yuè）艱難，好在是還有那麽一（yī）批廠家的高頻機結構UPS沒有過關（guān），還得主推工頻機UPS，作為市場手（shǒu）段多說一些當（dāng）前（qián）用工頻機UPS更合適之類的語言，多說一些工頻（pín）機的好處和多找一些高頻機的缺（quē）點均屬正常現象，這可以（yǐ）理解，也可能是認識問題。但不要認為工頻機UPS技術永遠不落後。從科學發展觀來說，以後一段時間內無疑是高頻機UPS的市場。不可否認，高頻機UPS同樣（yàng）也有退出曆史舞台的一天，當然（rán）那是後話。
四、所謂兩個發展方向
現（xiàn）在有一種說（shuō）法：高頻機UPS和工（gōng）頻機UPS是兩個發展方向。這就使（shǐ）人糊（hú）塗了：
難道效率低的產品也是發展方（fāng）向？難道部考慮節能減排了嗎？
難道耗費資源和笨重的（de）產品也是（shì）發展（zhǎn）方向？
總之，這種觀點不外乎（hū）說：高頻機UPS與工頻機UPS並存；節能減排與浪費能量和資源並存；先進（jìn）與落後並存…所謂技術上的並存應（yīng）該是不可替代的，比如自行車雖（suī）然（rán）比汽車跑得慢，但它們在一定（dìng）程度上是（shì）互相不可替代的；而這裏的UPS技術（shù）卻（què）是可以完全替代（dài）的。這（zhè）就像汽車2型可以替代1型，3型（xíng）可以（yǐ）替代2型一樣的道理。
