采用绿色休眠在线UPS技术提升数据中心的PUE指标伊顿电源（上海.PDFVIP

采用采用绿色休眠在线绿色休眠在线 UPS 技术技术提升提升数据中心数据中心的的 PUE 指标指标 采用采用绿色休眠在线绿色休眠在线 技术技术提升提升数据中心数据中心的的 指标指标 伊顿电源伊顿电源 （上海（上海）有限公司）有限公司 王伟王伟 伊顿电源伊顿电源 （（上海上海））有限公司有限公司 王伟王伟 一一 引言引言 一一 引言引言 绿色节能已经成为当今数据中心建设的潮流，而能源使用效能值 （PUE）则是衡量数据中心竞争力的一 个重要指标。据必威体育精装版的报道，国外最先进的数据中心的 PUE 值可以达到 1.06，而我们国家 IDC 的 PUE 平均 值则在 2.5 以上，这意味着 IT 设备每耗一度电，就有多达 1.5 度电被数据中心的基础设施消耗掉了，这一现 象在中小规模数据中心中更为严重，通常其 PUE 的测 值普遍在 3 左右。这表明有大量的电能被消耗在供电 系统、制冷系统这些基础设施上了，而用于 IT 设备中的电能仅为总耗电的 33%。 专注于解决数据中心能耗问题的绿格子组织 （Geen Grid ）近日推出了两个新的标准，分别是炭使用率 （ CUE ）标准以及即将推出的水使用率标准 （WUE ），旨在更强烈地推动数据中心 PUE 指标的快速改善。因 此，无论从节能还是生存角度看，PUE 值都应该引起数据中心运营商的高度重视。 对于影响数据中心 PUE 值的供电、制冷两大基础设施而言，供电系统的能效是问题的根本，因为供电系 统低效加剧了制冷系统的负担，双倍地导致了 PUE 指标的攀升。而数据中心所有营运负载几乎都是通过 UPS 电源来供电的，因此如何进一步挖掘 UPS 系统的工作效率，将是快速改善数据中心供电系统乃至整个数据中 心 PUE 指标的核心途径。 二二 IT 负载负载对供电系统的对供电系统的真实需真实需求求 二二 负载负载对供电系统的对供电系统的真实需真实需求求 要提高整个数据中心供电系统的能效，我们必须重新来科学地审视数据中心 IT 负载，挖掘 IT 负载对输 入电源供电品质的真实需求。 当前 IT 负载内部的输入电源模块基本采用两种标准制式，即 ATX 制式和 SSI 制式。这两种制式电源的 主电路如图 1 所示。 （a ）ATX 标准 （b）SSI 标准 图 1 IT 负载的输入电源 分析这一电源的工作原理可以看出，无论是ATX 还是 SSI 电源，输入的 220V 交流电进入 IT 负载内部后， 都必须经四级变换，最后转换成稳定的 12V、5V、3.3V 的直流电压，提供给 IT 负载内部的 CPU、内存、存 1 储设备、网络通信芯片等“真正的 IT 负载”使用。这四级变换分别为： 1. 输入滤波级：噪声抑制与滤波，对输入交流电进行必要的滤波； 2. 第一变换级，桥式整流器，将稳定或不稳定的 220V 交流电变为约200~300V 的直流电； 3. 第二变换级：高频逆变器，将经滤波的直流电经高频开关PWM 调制转换成精度非常高的稳压稳频交流 电。不同的电源，这一交流电频率通常会在 50KHZ 到 250KHZ 之间选定，随着电源技术的进步和功率 器件的发展，这一频率将来可能高达 1MHZ； 4. 第三变换级：高频隔离变压器，将高频交流电 压并隔离； 5. 第四变换级及输出滤波级：高频整流器及输出滤波，将稳定的高频交流电转换成恒定的直流 12V(或5V、 3.3V)输出。 从这四级的变换过程可以看出，IT 电