机房UPS检测系列之UPS系统方案的可靠性设计与计算方法

2021-04-22 12:06
UPS不间断电源是数据能源核心的电源管理组件,可靠性决定着整体设备质量。​

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虽然UPS产品本身的可靠性设计是可靠性的关键,但是合理的UPS系统配置和使用方法也将大大提高整个UPS供电系统的可靠性。从广义上讲,系统配置方案也是UPS可靠性设计的一个内容。目前,系统配置方案的可靠性也己经引起了UPS厂商的高度重视。

UPS设备的可靠性可以用理论计算法、直接试验验证法和市场产品故障率统计法等三种方法进行预估计。这三种方法都有各自的特点和适用场合,在UPS的可靠性设计中将从不同的侧面反映设计的结果,合理应用将有效地促进产品可靠性设计。

(1) 理论计算法

理论计算的方法是根据UPS所有器件的相互关系进行分析和建模,得出相应的数学模型和公式,再根据各个器件的可靠性参数进行可靠性计算的,一般包括MTBF不靠度R(t)故障率F(t)和失效率λ(t)等。

显然,理论计算方法存在模型差异和相关参数难以精确的问题,因此其计算结果只能作为一个定性的分析和改进的依据。有些理论原则具有一定的指导意义,例如可靠性模型中关键器件的可靠性作用大小、可靠性增长模型的主要思路和方法以及器件降额使用的寿命定量增长等。理论计算法比较适合在产品的方案设计阶段对方案可靠性进行分析对比,以利于找到具有最优可靠性的设计方案。

(2)试验验证法

试验验证法是根据可靠性的试验方法进行可靠性试验,让一定数量的设备在规定的条件下运行规定的时间,然后用相关计算方法换算出相应的可靠性结果。详细的试验方法可以参考有关国家标准。

只要试验的条件与产品的应用条件相同,试验验证法基本上可以得出受测产品的最低可靠性指标。这种方法是目前一般制造商能提供的最有力的可靠性数据。当然,对于UPS这样的电源设备,每次试验的成本也是比较高的,尤其是中大功率的产品。试验验证法比较适合产品的中试阶段,可以对所设计产品的可靠性结果进行直接验证。

(3) 故障率统计法

故障率统计法是根据对市场上批量稳定应用的产品故障率的统计,用相关的可靠性公式计算出该产品的可靠性指标。此方法无法事前给出结果,一般要有足够数量(如10000台以上)的单一产品,经市场销售给用户实际应用足够的时间,再根据故障情况计算出其可靠性指标。

用故障率统计法折算的结果,由于有很多不确定的因素而无法作为准确的指标,但对于改进和提高己经稳定批量生产的产品质量有很好的参考价值。这种方法可以作为产品质量跟踪的一种重要方法,也是验证产品可靠性的一个有力手段。


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