高可靠性是以系统的设计、工艺、配置来体现的。采用工业级甚至是军用级元器件,同时还要加大关键元器件的冗余度,以增强系统的抗冲击能力。在生产工艺上,对逻辑电路和通讯电路有更严格的屏蔽保护措施。配置输入和输出隔离变压器以增强系统的电气隔离性能,采用12脉冲整流器技术,内置电池保护开关、输入和输出开关、静态和维修旁路开关等各种保护开关。以上种种,都对工业级UPS系统提出了较高的要求。以某公司工业级UPS系列产品为例(外观见图1),它具备了以上所述的配置,以原装的顶级配置而成为具有较高可靠性的顶级UPS系统。采用了高效能DSP芯片(32位元150MHz,独立乘法器)实现全数字THDV控制16位DSP;并联无须平衡电抗,可多机并联;内置滤波器,THDi<10%,PF=0.96;板件集成度高;逆变与电池采用HCT;信号线/电子线独立走线,且无须采用隔离线;采用铜条/铝条,降低对模块应力的影响;符合YD/T1095-20085.27的安全要求。以极宽的输入电压和频率范围，可适应恶劣的电网环境，能够承受剧烈的负载波动冲击，抵御和消除各种电网质量问题,如谐波、过压、欠压、突波、电压下陷、停电、过载、短路、浪涌电流等发电机模式下，兼容错相运行。电路结构如图2所示。
通风方式为下进上出,自然对流,独立风道,热分流设计,适应高温、高湿、粉尘、盐碱、腐蚀性气体、震动等恶劣的工作环境。
2 环境
全球范围内,工业级UPS对环境具有较强的适应能力。作为UPS系统必须具备应对高温与高湿的能力。但由于其安装的地方通常空间不大,很难达到空气流通这一条件。也正因如此,UPS的设计均有一个关键的半导体组件,例如IGBT、整流器及散热片。
除了温度与湿度外,还需考虑周围的环境。环境中可能含有腐蚀性的气体,时间长了可能会降低变压器、电路板及空开等元器件的性能。但工业级UPS的元器件和配线,或是涂有一层电抗胶,以保证UPS的元器件及配线免遭恶劣环境的影响,或是配有专用的空气过滤器。当然,这些环节增加了工业级UPS系统的成本。工业级UPS的IP等级可达IP51,所有电路板均喷涂防腐蚀绝缘漆,具有绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕能力。而常见的商业级UPS,其IP等级一般仅为IP20。其巨大差异主要是因为工业级UPS需放置在车间、生产线等严重粉尘污染环境,而商业级UPS通常放置在数据中心、服务器机房等环境整洁、温湿度和洁净度受控的地方。因此工业级UPS无疑是恶劣环境中的不二选择。图3为某品牌设备现场使用情况。造成这种场景最主要的原因是此款产品是按常规的商业机进行设计,特别是风道的设计非常的不合理。造成粉尘随风道聚留在机器的主要部件上,这样的产品使用6个月左右会发生故障,严重影响其使用寿命。
工业级UPS系列采用独特的风道设计,电子控制部件和主要散热部件的风道完全隔离。这样做的目的是保护好主要部件不受污染,同时主要散热部件的热量不会对电子部件产生热干扰,确保整个系统的可靠性。图4为某公司工业级UPS独特的系统风道设计照片。
与工业级UPS对环境的高适应性相反,商业级UPS通常放置在受控的环境中,,对环境的适应能力较差。但它具备了系统监控的功能,有利于保证UPS以及关键的服务器、路由器、存储器等设备处于最佳的性能状态。如果工业级UPS系统也具备相关性能,以适应IT应用的所需,如系统监控,那工业级UPS在可靠性要求比较高的商用要求下也是非常好的选择之一。