UPS电源介绍与RJ45模块详细介绍.doc

综合布线产品与案例 - 内容预览 百科名片 UPS电源UPS是不间断电源(uninterruptible power system)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断它就是一台这样的机器，它在目录VB UPS电源作用的电源供应的重要外部设备。 UPS按工作原理分市电停止供应的时候UPS顾名思义，UPS电源简介 UPS电源工作原理，能保持一段供电时间，使人们有时间存盘闭机器，再从容地关。成后备式、在线式与在线互动式三大类。UPS电源使用中的几点说明 UPS电源的维护注意事项 UPS电源的应用 如何选购UPS电源 一、选择UPS的选型 二、电池容量的选择 三、例子数据中心UPS供电时间的计算UPS电源作用 UPS电源简介 UPS电源工作原理 UPS电源使用中的几点说明 UPS电源的维护注意事项 UPS电源的应用 如何选购UPS电源 一、选择UPS的选型 二、电池容量的选择 三、例子数据中心UPS供电时间的计算展开编辑本段UPS电源作用UPS电源主要由UPS主机及UPS电池组成，分为在线式、后备式及在线互动式几种，根据频率分高频机和工频机，它在机器有电工作时，就将市电交流电逆变，并储存在自己的电源中，一旦停止供电，它就能提供电源，使用电设备维持一段工作时间，保持时间可能是10分钟、半小时等，延时时间一般由蓄电池的容量决定。 高可靠性不间断供电保证动力的连续性 电网稳压、净化功能消除电网波动、污染 电池管理功能 延长电池使用寿命 智能监控功能 有效解决电源维护功能 编辑本段UPS电源简介有的时候，正在写一段文章，或者编一个程序，或者在用画笔画一幅画，突然屏幕一下子变黑了停电了。唉，里面的东西都不见了，白干了半天。连存盘的机会都没有。要是搞科研的科学家也遇到这种情况，损失就更大了。能不能想个办法，使电脑继续工作，或者在市电停止的时候，机器能在短时间内保持一段时间的电，使人们有机会把已经干完的工作存盘，同时向机内电池充电；当市电中断时（异常时），UPS立即在4-10毫秒内或“零”中断时间内将蓄电池的电源通过逆变转换的方式向负载继续供应电力，使负载维持正常的工作，以便保存资料并保护负载的软硬件不受损坏。从原理上来说，UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备； 从功能上来说，UPS可以在市电出现异常时,有效地净化市电；还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电,使你能有充裕的时以便下一次再接着工作呢？办法一，较为困难，要买一台发电机，这对于一般用户来说，基本上是做不到的。第二种情况，则较为容易一些，那就是买一台UPS。 UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源。当市电正常时，UPS将市电稳压或稳压、稳频后供负载使用，间应付； 从用途上来说，随着信息化社会的来临，UPS广泛地应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节，其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。 编辑本段UPS电源工作原理人们最常用的是后备式UPS，如四通HO系列与SD系列。它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能。虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。 在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题。如四通PS系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频 UPS电源率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。 另外四通、APC等厂商还提供在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区；尤其四通MD系列的UPS，价格又远低于在线式，是应该向用户大力推荐的一种更好的选择。 据IDC统计：全部电脑故障的45%是由电源问题引起的。在中国，大城市停电的次数平均为0.5次/月，中等城市为2次/月，小城市或村镇为4次/月，电网存在至少九种问题：断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰；因此从改善电源质量的角度来说给电脑配备一台UPS是十分必要的。另外，精密的网络设备和通信设备是不允许电力有间断的，以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的，即使是一台普通电脑，其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值，因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分必须的。UPS电源使用规程UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。 编辑本段UPS电源使用中的几点说明UPS电源的使用须有一套严格科学的操作规程： (1)UPS电源的场所摆放应避免阳光直射，并留有足够的通风空间，同时，禁止在UPS输出端口接带有感性的负载。 (2)使用UPS电源时，应务必遵守厂家的产品说明书有关规定，保证所接的火线、零线、地线符合要求，用户不得随意改变其相互的顺序。比如，美国PULSE牌UPS电源的交流输入接线与我国的交流电输入插座的连接方式正好相反。还有例如EAST东方的三相UPS需要注意相序问题，否则会出现相序错误报警，其他品牌也是如此。 3)严格按照正确的开机、关机顺序进行作，避免因负载突然加上或突然减载时，UPS电源的电压输出波动大，而使UPS电源无法正常工作。 (4)禁止频繁地关闭和开启UPS电源，一般要求在关闭UPS电源后，至少等待6秒钟后才能开启UPS电源，否则，UPS电源可能进入启动失败的状态，即UPS电源进入既无市电输出，又无逆变输出的状态。 (5)禁止超负载使用，厂家建议：UPS电源的最大启动负载最好控制在80%之内，如果超载使用，在逆变状态下，时常会击穿逆变三极管。实践证明：对于绝大多数UPS电源而言，将其负载控制在30%60%额定输出功率范围内是最佳工作方式。 (6)定期对UPS电源进行维护工作：清除机内的积尘，测量蓄电池组的电压，更换不合格的电池，检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。 编辑本段UPS电源的维护注意事项1.维护时候，必须在关机的情况下进行，以免内部高压产生电离使带电粒子触发igbt造成设备故障。 2.若具有维修旁路的ups电源可转至维修旁路后，维护但此时内部仍带电。 3.ups电源维护前必须对其进行自放电，方可进行。 4.维护工具使用真空式吹风机即可，千万不能用湿布。 编辑本段UPS电源的应用UPS电源现已广泛应用于：工业、通讯、国防、医院、广播电视、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备等领域。UPS电源相关产品产品名称：c6kva-c20kva(s)产品详细说明： N+1并联冗余的规划，提供最可靠的电源解决方案 UPS电源N+1并联冗余意味着随时都有多一台的UPS为重要设备提供保障。规划电源系统时，比额定容量增加一台，这样，当系统中任何一台UPS发生故障时，都能因为这额外增加的一台UPS，使得电源系统能够不间断的重要设备提供高品质的电力，使得系统更加可靠。同时先进的均流技术使得并联运行下的每一台UPS平均分担着负载电流，在提高系统可靠性的同时，也延长了UPS的使用寿命。 小型化的设计，节省寸土寸金的办公空间 由于应用了先进的控制技术，大大的提高了功率密度，新的C6K(S)3C20KS并联冗余UPS是在线式UPS相同容量中体积最小的。在今日寸土寸金的办公空间里，节省了宝贵的空间。 在线维修的设计，即使维修也不需要断电。只要将UPS转到维修模式，就可以在持续供应负载电力的状况下安全的进行在线维修；如果做了N+1并联冗余的规划，即使在维修的时候市电发生中断，贵重设备也能得到不间断的高品质电力供应。 直流启动功能，在没有市电供应的情况下，也能使用UPS。定时开关机的功能，免除因为忘记启用UPS而招致的损失。远程监控功能，实现无人化的目标。强大的充电功能，方便对备用时间的延长，智慧型的充电方式更使得电池的寿命得以延长，节省开支。自动重启动功能，在UPS备用关机后不必亲身为UPS开机。还有其他许许多多的贴心设计，为工作带来更多的便利。 完备的监控通讯功能 提供了RS-232、智能插槽(Intelligent Slot)等监控通讯接口。用户可以选购山特AS400卡，以提供IBM AS400标准通讯信号，来作Remote Display，包含声音报警及灯光显示等监控功能。或选购山特WebPower智能监控卡，通过Internet国际互联网进行全球化管理，或者通过SNMP网管，实现集中监控及远程监控等功能。 编辑本段如何选购UPS电源选购UPS电源有如下要点： 一、选择UPS的选型UPS的功率大小由几个因素决定，1、负载功率的大小，一般情况下UPS的功率是负载功率除以0.8的大小，但为了保障UPS最佳工作状态，一般是除以0.6； 2、负载类型，如果是一般的电脑选用后备式的UPS电源就足够，数据重要或一些高端的UPS应用就得用在线式的，如果是感性负载（如：打印机、复印机）那么要选择工频UPS电源。 二、电池容量的选择容量的计算标准工式如下： 计算蓄电池的最大放电电流值： I最大=Pcos/（*E临界*N） 注：P UPS电源的标称输出功率 cos UPS电源的输出功率因数（UPS一般为0.8） UPS逆变器的效率，一般为0.880.94（实际计算中可以取0.9） E临界 蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V） N 每组电池的数量根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据： 电池组的标称容量= I最大/C时间与放电速率C 30分钟60分钟90分钟120分钟180分钟0.92C0.61C0.5C0.42C0.29C三、例子例如UPS 300KVA延时30分钟电池 最大放电电流846A=标称功率300000VA0.8（0.9效率*30节*10.5V每节电池放电电压） 电池组的标称容量= 8460.92C=919AH 电池组的总容量=919AH30节12V=330840AH需要用电池150AH30节6组电池柜6个尺寸800*900*2000300KVA UPS尺寸为1800*1250*1800 编辑本段数据中心UPS供电时间的计算为保证电网停电时，也能利用UPS电源继续向计算机提供高质量供电，我们就必须得知道自己购买的UPS能维持多长时间的持续供电，确保在这段时间内能恢复市电正常供电，我们有以下公式来进行供电时间的技术： UPS的额定容量是指UPS的最大输出功率（电压V和电流A的乘积）。 通常市场上所售的UPS电源，容量较小的以“W”（瓦特）为单位来标识；超过1千瓦时，用“VA”（伏安）标识，“W”与“VA”值是有区别的。这就要求我们必须区别具体情况来选择UPS。一般来讲，1千瓦以内的小容量UPS一般都用“W”表示容量，容量在1KVA500KVA的UPS都用VA而不是W来表示容量。 事实上，“W”总是小于等于“VA”。它们之间的换算关系可用如下公式计算出来：W=VA功率因数。功率因数在01之间，它表示了负载电流做的有用功（W）的百分比。只有电热器或电灯泡等的功率因数为1。对于其他设备来说，有一部分负载没有作功。这部分电流是谐波或电抗电流，它是负载特性引起的。由于有这部分电流，所以“VA”值比“W”值大，在功率因数为1时，“W”和“VA”值相同。 那么在我们为计算机等设备选配UPS电源时，怎样选择合适的UPS容量？若选择不当，通常会出现以下两种情况，一是容量过小，即所谓小马拉大车，很可能会造成设备的损坏；另一种情况是容量过大，造成资金的浪费。因此，正确地选择UPS的容量对网络管理人员来说是一件重要的事情。 一般来讲，UPS在容量选择应考虑以下因素： 实际负载情况：P=Pi/f 即实际所有负载的总和Pi，再除以功率因数f，f=0.60.8,即可得到实际负载容量P。 UPS电源电池供电时间计算 电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。一般计算 UPS电池供电时间,可以计算出电池放电电流,然后根据电池放电曲线查出其放电时间。电池放电电 流可以按以下经验公式计算: 放电电流=UPS容量(VA)功率因数/电池放电平均电压效率 如要计算实际负载放电时间,只需将UPS容量换为实际负载容量即可。 从以上的公式780/0.6=1300W=1.3KVA,山特C3KS是3KVA容量的应该能维持2小时电力,如果还怕不够的话可以选容量5KVA的,当然价格要比3KVA的贵一些。 如果您对以上计算稍嫌复杂，还有一个简单的方法：你要计算的话要把实际负载W转换为VA.服务器等设备一般功率因素是0.8(如果是8000W的话就是8000/0.8=10000VA)。电池包的选型,现在主流电池都是12V的不同的是AH数,也是就安时数,一般UPS的电池要求都是12的倍数.说到这不知道你理解了没有,打个比方如果电池包是24V是话那就要用两组12V的并联(道理你应该清楚吧?)另外AH数是电池上标的,有很多种。然后我们就算每组电池的电池数,一个很简单的算法,但是并不是非常精确(电池包电压数*AH*电池个数=负载功率*延时时间)根据这个你算出电池个数来就可以了。 在设计通信机房UPS供电系统时，管理人员不仅要对UPS本身品牌，型号作要求，更要懂得怎样在关键上维护UPS持续工作,从而达到节省投资和实现系统的可靠性、灵活性，为通信设备及计算机负载提供有效的保障。 UPS 采用1+1 并机冗余方案UPS1+1 并机冗余方案2.2.1 RJ45模块(modular) RJ45模块是布线系统中连接器的一种，连接器由插头和插座组成。这两种元件组成的连接器连接于导线之间，以实现导线的电气连续性。RJ45模块就是连接器中的最重要的一种插座。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“注册的插座”。在FCC（美国联邦通信委员会标准和规章）中的定义是，RJ是描述公用电信网络的接口，常用的有RJ-11和RJ-45，计算机网络的RJ-45是标准8位模块化接口的俗称。在以往的四类、五类、超五类，包括刚刚出台的六类布线中，采用的都是RJ 型接口。在七类布线系统中，将允许“非-RJ型”的接口，如2002年7月30日，西蒙公司开发的TERA七类连接件被正式选为“非-RJ”型七类标准工业接口的标准模式。TERA连接件的传输带宽高达1.2GHz，超过目前正在制定中的600MHz七类标准传输带宽。网络通信领域常见的有四种基本RJ模块插座，每一种基本的插座可以连接不同构造的RJ。例如，一个6芯插座可以连接RJ11（1对）、RJ14（2对）或RJ25C（3对）；一个8芯插座可以连接RJ61C（4对）和RJ48C。8芯（Keyed）可连接RJ45S、RJ46S和RJ47S。RJ45插座与RJ45连接头（水晶头）是综合布线系统中的基本连接器，我们在后面还会详细介绍RJ45连接头（水晶头）。 RJ45模块的核心是模块化插孔。镀金的导线或插座孔可维持与模块化插头弹片间稳定而可靠的电连接。由于弹片与插孔间的磨擦作用，电接触随插头的插入而得到进一步加强。插孔主体设计采用了整体锁定机制，这样当模块化插头（如RJ45插头）插入时，插头和插孔的界面处可产生最大的拉拔强度。RJ45模块上的接线块通过线槽来连接双绞线，锁定弹片可以在面板等信息出口装置上固定RJ45模块。图2-20分别是RJ45模块的正视图、侧视图、立体图。 图2-20 模块正视图、侧视图、立体图 图2-21 45度斜角模块 图2-22 不同设计的免打线工具模块常见的非屏蔽模块高2cm、宽2cm，厚3cm，塑体抗高压、阻燃、UL额定热熔94V-0，可卡接到任何M系列模式化面板、支架或表面安装盒中，并可在标准面板上以90度（垂直）或45度斜角安装，特殊的工艺设计提供至少750重复插拔，模块使用了T568A和T568B布线通用标签，它还带有一白色的扁平线插入盖。这类模块通常需要打线工具-带有110型刀片的914工具打接线缆。这种非屏蔽模块也是国内综合布线系统中应用得最多的一种模块，无论从三类、五类还是超五类、六类，它的外形都保持了相当的一致。为方便用户插拔安装操作，用户也开始喜欢使用45度斜角操作，为达到这一目标，可以用目前的标准模块加上45度斜角的面板完成，也可以将模块安装端直接设计成45度斜角（图2-21）。免打线工具设计也是模块的人性化设计的一个体现，这种模块端接时无需用专用刀具，如具有免打线工具设计的Siemon MX-c5模块（图2-22左）与Nexans LANmark-6 Snap-in模块（图2-22右）。ACO 通讯插座系统（图2-23）为AMP推出的一种通讯插座系统，它采用较独特的设计，它也以类似RJ45标准模块大小的空间进行端接，这种插座系统由不同的通讯接口和插痤组成，支持不仅语音、数据应用模块，还包括同轴接口、音频视频接口。模块与面板整合到一起，它们由表面安装接口、连接接头、安装底座、底盖组成（图2-24）。图2-23 ACO 通讯插座系统的不同接口图2-24 ACO 通讯插座系统插座组成在一些新型的设计中，多媒体应用于的模块接口看起来甚至与标准的数据/语音模块接口没有太大的区别，这种趋于统一模块化的设计方向带来的好处是各模块使用同样大小的空间及安装配件（图2-25）。目前无论从国际还是国内一个应用发展的趋势是VDV（Voive-Data-Video 语音、数据、视频综合应用）的集成。而新型设计的模块已从用户使用方面性方面就已作出了很大努力。图2-25 同一安装尺寸设计的模块化应用接口图2-27详细介绍了SYSTIMAX SCS 61系列电缆在MPS100E模块上的端接过程。 图2-26 模块端接过程示意图综合布线中的模块用来端接线缆及与跳线有效连接。一些厂家的产品中，模块与配线架进行了更科学的配置，这些配线架实际上由一个可装配各类模块的空板和模块组成，用户可以根据实际应用的模块类型和数量来安装相应模块，在这种情况下，模块也成为配线架的一个组成部份（图2-27略）。从这里我们也可总结一下模块的应用场合：端接到不同的面板、安装到表面安装盒和其它组件、安装到模块化配线架中（图2-28略）。需要注意的是，由于六类线缆中央有十字架或隔离带，因此来进行端接时应先切去它们。模块也分为非屏蔽模块和屏蔽模块。图2-29为一典型的屏蔽模块实物图，图2-30为其结构图。 图2-29 屏蔽模块结构图 图2-30屏蔽模块结构图 不同厂家的RJ45模块均有其独到的设计，最具代表性的是DataGate内置防尘盖模块。内置防尘盖系列插座具有一个弹簧承载的内置防尘盖，在插入和拔出跳线插头时，防尘盖可以自动缩进和弹出。此外，其独有的弹簧支撑的“门”保证了跳线插头绝不会只插入一部分，影响稳定的数据传输。带防尘盖的传统插座通常都要求使用两只手才能打开防尘盖，插入跳线，而Molex企业布线网络部内置防尘盖插座则允许使用一只手插入跳线，使其使用起来更加简便。另外，在每次连接/断开时，“门”会擦净针脚，可以全面防止尘土和杂质进入连接器，使插座获得最大的保护和保证可靠的资信传输能力。Molex内置防尘盖的插座外观紧凑（高21mm宽21mm厚26mm），在每个工作站上实现了最大密度。在一个标准尺寸的长方形墙上面板中，可以容纳最多6个插座；在一个配有防尘盖的标准尺寸的正方形墙上面板中，可以容纳最多4个插座。其密度相当于传统插座的两倍。一种工业环境应用的屏蔽模块采用了不同的屏蔽方式，外圈用螺蚊结构来包围和进行紧固（图2-31 略）。 在模块与模块化插头（RJ45头）连接时，串扰是设计时考虑的一个重要因素，为了使整个链路有更好的传输性能，在插座中常采用了串扰抵消技术，串扰抵消技术（图2-32 略）是这样工作的，它能够产生与从插头引入的干扰大小相同、极性相反的串音信号来抵消串扰。（省略一段）对于连接器的物理结构，6类和超5类有内在的差别，而外观上经常是很难看到的。和5类、超5类相似，典型的6类连接器为8个引脚的结构，但这是为了设计上和5类、超5类系统的向后兼容性而考虑的。尽管连接器的重要性不言而喻，但我们感觉到布线行业对于模块、连接头等连接器产品的重视程度远不如线缆，这一点从布线标准更新、厂家白皮书及广告宣传资料总是围绕着双线线进行这一点就可以反映出来。可以说，在整个布线系统元件中，连接器是最简单的元件，它们没有耀眼的光环和高技术的词语来装饰。同样，对于超五类、六类标准，大家对系统性能余量、线线缆的性能余量标准比较了解，却很少知道模块等连接器也必须达到相应的标准。下面的两组数据来自Tyco/AMP Netconnect公司，这家全球最大的连接器生产厂家。公布的技术资料是其生产的超五类模块（表2-12）和六类连接模块（表2-13）的性能指标。从两个表格内容的对比我们可以看出，六类模块测试用插入损耗替代了超五类中的衰减，增加了回波损耗和远端串扰的测试，而且将测试的频率由原来的1-100MHz提高到1-250MHz。表2-12AMP Netconnect超五模块性能频率(MHz)衰减(dB)近端串扰(dB)Cat5要求AMP线对间性能PowerSum综合性能Cat 5 要求10.100.0085.282.56540.100.0174.371.46580.100.0168.265.262100.100.0265.963.060160.200.0262.359.356200.200.0260.457.354250.200.0358.455.45231.250.200.0356.453.45062.50.300.0450.147.2441000.300.1745.642.040表2-13AMP Netconnect六类模块性能频率(MHz)插入损耗(dB)回波损耗(dB)近端串扰(dB)远端串扰(dB)Cat 6要求AMPCat 6要求AMPCat 6