6.4 直流输出电压的选择
　　确定直流输出电压是研制开发直流输出UPS的第一件大事，它关系到设想的方案能否实现，产品是否有使用价值，能否顺利的推广应用。
（1）确定直流UPS 输出电压的基本原则
确定UPS 输出电压是应遵循以下五点原则：
　① 原则上不要求IT设备输入开关电源做明显的变化
　　直流UPS的负载是IT设备，大量的IT设备都是在交流电源输入环境下运行，为了加快推广应用速度，就必须做到在这种重大变动下不对IT设备提出过多变化的要求，也就是说，要尽可能做到现有的IT设备即可在交流电源输入下运行，也可在直流电源输入下运行。
② 简化设备结构和系统配置
　　提出用直流UPS替代交流UPS的设计理念的初衷是解决输入电源多次变换的问题，减少变换过程可以有效地提高设备可靠性和节省能源。使用传统双变换UPS为IT设备供电的变换过程如图6.5所示。

图6.5  传统UPS设备的多次变换过程
从图6.5可以看出，如果使用直流输出UPS（如图中虚线所示），则可去掉交流输出UPS
的DC/AC变换和开关电源输入的AC/DC变换。特别要注意的是，要保证去掉两次变换，
就必须使UPS的AC/DC变换输出的直流电压值等于开关电源的DC/DC变换的输入直流母
线电压值。
　③ 在IT设备允许的输入电压范围内，使电池容量得到充分的利用
采用直流UPS供电后，给IT设备开关电源供电的是备用电池，而电池电压是不稳定的，市电正常时，UPS输出的是电池的浮充电压，而市电中断后，电池开始对负载供电，电压由浮充值到额定值再到放电下限值。为了充分发挥电池的能量利用率，就要求负载允许的输入电压范围必须大于电池电压的变化范围，反之，为了使负载开关电源工作在最佳状态下，在负载开关电源输入电压范围大于电池电压变化范围的前提下，应使电池额定电压等于负载开关电源输入电压的设计额定值。
　④ 最终由电池电压决定输出电压的额定值
　　电池电压是12V的倍数，市电正常时，UPS输出给负载供电的同时要给电池浮充，为
了确保电池处在最佳工作状态，UPS输出直流电压的确切值应等于电池组电压的浮充值，
并且要有较高的精度。
　⑤ 节能与安全
　　提高电压可提高效率，有利于节能，而电压过高时应考虑元器件承受能力。
（2）输出电压值的确定
　　根据上面讲的第一个原则，为了使IT设备开关电源同时兼容交流和直流两种输入，就必须设计直流UPS的电池额定电压或浮充电压等于开关电源交流输入AC/DC变换后的直流母线电压，图6.6所示是当前IT设备开关电源的直流母线电压情况。
根据我国电网电压制式，交流单相电压是220V ，而当前IT设备开关电源的输入AC/DC变换有两两种情况：
一是简单的全波整流变换，直流母线电压在300V左右，见图6. 6(b)；另一种是PFC
电路，直流母线电压是380V左右，见图6. 6(a)。为了提高输入功率因数，当前的开关电源多采用图6. 6(a)形式，即直流母线电压为380V。

图6.6  IT设备输入开关电源电路形式与直流母线电压(左边:开关电源PFC整流; 右边:开关电源输入桥式整流)
根据上面讲的五点原则和当前IT设备开关电源的直流母线电压实际情况，对直流UPS输出电压的选择表示在表6.1中。

表6.1 直流输出UPS输出电压的确定
　（3）全球企业和研究团体对直流电压选择的情况
　　直流输出UPS的研究已经在全球范围内展开，根据当前研究机构、行业和著名IT厂商的研究报告和发布的信息来看，对电压的选择情况如下：
选择380V的有：台达电子、法国电信、华为技术、艾默生、爱立信、NTT数据、环境研究所、英特尔、IBM、戴尔、微软、伊顿等等；
选择300V的有：韩国电信；
选择320V的有：富士通、NEC、日立。