ups高频机和工频机的区别,性能、应用与选择对比概述

想象你正坐在办公室里，电脑屏幕上显示着重要的数据，突然间，电源中断了。你慌忙去检查，发现UPS（不间断电源）竟然没有起到作用。这让你不禁开始思考：为什么有些UPS能够在电源中断时保护你的设备，而有些却不能？这就是UPS高频机和工频机的区别所在。这两种UPS在结构、性能、应用场景等方面存在显著差异，了解它们之间的不同，将帮助你更好地选择适合自己需求的UPS。

UPS高频机和工频机的定义

UPS高频机和工频机是根据其设计电路的工作频率来区分的。工频机，顾名思义，是以传统的模拟电路原理设计，主要由可控硅SCR整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。由于其整流器和变压器的工作频率均为工频50Hz，因此得名工频UPS。而高频机则通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。IGBT可以通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断，IGBT整流器的开关频率通常在几千赫到几十千赫，甚至高达上百千赫，远远高于工频机，因此称为高频UPS。

电路结构的区别

工频机在电路结构上，主路三相交流输入经过换相电感接到三个SCR桥臂组成的整流器之后变换成直流电压。通过控制整流桥SCR的导通角来调节输出直流电压值。由于SCR属于半控器件，控制系统只能够控制开通点，一旦SCR导通之后，即使门极驱动撤消，也无法关断，只有等到其电流为零之后才能自然关断，所以其开通和关断均是基于一个工频周期，不存在高频的开通和关断控制。由于SCR整流器属于降压整流，因此直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入电压低，要使输出相电压能够得到恒定的220V电压，就必须在逆变输出增加升压隔离变压器。

相比之下，高频机结构UPS整流属于升压整流，其输出直流母线的电压比输入线电压的峰值高，一般典型值为800V左右。如果电池直接挂接母线，所需要的标配电池节数会相应减少。高频机由于没有了输出变压器，节省了资源、减轻了重量、提高了效率，是节能环保的机型，也是发展的趋势。

性能对比

可靠性

工频机在可靠性方面表现优异。工频机采用晶闸管(SCR)整流器，该技术经过半个多世纪的发展和革新，已经非常成熟，其抗电流冲击能力非常强。由于SCR属于半控器件，不会出现直通、误触发等故障。相比之下，高频机采用的IGBT高频整流器虽然开关频率较高，但是IGBT工作时有严格的电压、电流工作区域，抗冲击能力较低。因此在总体可靠性方面，IGBT整流器比SCR整流器低。

抗冲击能力

工频机具有更强的抗冲击能力。工频机内置工频变压器，能承受电机、压缩机等设备的瞬时大电流冲击，适用于工业环境。而高频机在应对电机、激光设备等大冲击负载时可能表现不佳。

效率和功率密度

高频机在效率和功率密度方面表现更优。高频机采用高频开关技术，体积小、效率高，适用于现代数据中心、IT设备等。高频UPS的效率通常在85～90%，而工频UPS的效率在75～85%。此外，高频机的功率密度高，体积小，重量轻，适合空间受限的机房或数据中心。

输出隔离性

工频机在输出隔离性方面表现更好。工频机的输出变压器提供电气隔离，减少市电干扰，适用于医疗设备、精密仪器等场景。而高频机输出没有变压器隔离，如果逆变功率器件发生短路，则直流母线上的高直流电压直接加到负载上，这是安全隐患。

应用场景

工频机

工频机适用于电网不稳定、需要接发电机、负载冲击较大、有感性负载的场景。例如，工业环境、重型设备、医疗设备等。工频机的抗冲击能力强，输出隔离性好，能够在恶劣的电网环境下提供更安全和可靠的保护。

高频机

高频机适用于电网稳定、不接发电机、负载稳定、一般只限于计算机负载的场景。例如，现代数据中心、IT设备、办公场所等。高频机的体积小、效率高，对空间、环境影响小，适合对可靠性要求不太苛刻的环境。

成本和环保

高频机在成本和环保方面具有优势。由于省去了工频变压器，高频机的制造成本和运输成本更低。高频机的输入功率因数高（>0.99），对电网污染小，减少谐波干扰，符合现代绿色数据中心的要求。