相較於採用隔離變壓器的系統，現今的無變壓器不斷電系統（UPS systems）體積更小、重量更輕，同時效率更高也更可靠，並且在各項應用中也具有更優異的能耗表現。然而，若是探討600V不斷電系統的設計，則不論是從整體安全、故障處理到系統效率等仍有許多面向依舊充滿挑戰。不過，由於600V不斷電系統所需的既定電力負載其電流量較小，因此600V仍舊受到各國青睞，加拿大與美國一般就是指定採用600V的不斷電系統。

圖一 : 探討600V不斷電系統的設計，不論是從整體安全、故障處理到系統效率等有許多面向依舊充滿挑戰。

本文中，我們優先將環境設定為600V的工作電壓，在此條件下探討該環境中可提供最佳技術UPS產品的各種方法。目標是為了在提供更高的配電容量和更低的銅成本（相較於480V）下，依然能具備例如ESS節能技術和可變電力模組節能系統（VMMS）等複雜的功能，如此才得以藉由降低機械複雜性而提高可靠性，同時降低電力成本。

因此，舊有的隔離變壓器UPS技術與現代的無變壓器設計之間也可以有所妥協，並帶來實惠價值以保有高可靠性和極高效率的運作。使用者也能享受到小巧輕量的好處，並大幅節省電源與冷卻成本，資金也就能運用於其他創造營收的資料中心項目上。

本文討論「原生600V」無變壓器和自耦變壓器UPS系統的技術面向，並詳細說明它們可提供的優勢。

600V UPS的設計選擇

傳統上，不斷電系統的輸入和輸出電壓是透過變壓器所設定。不斷電系統的輸入變壓器會調高或降低市電電壓，為不斷電系統的整流器電子設備提供最佳電壓。 不斷電系統的輸出變壓器，則會調高或降低原逆變器的輸出電壓，通常是208V，400V，480V或600V，進而滿足用戶的需求。

事實上，這些電壓轉換可以透過隔離（“ iso”）變壓器或自耦變壓器來執行。然而，無變壓器不斷電系統既沒有輸入變壓器也沒有輸出變壓器，這些現代不斷電系統的設計，不需要轉換不斷電系統的輸入和輸出電壓即可運轉。只是它們的額定電壓僅限於208V，400V或480V，無法符合許多對於600V的應用需求。因此，不論設計人員選擇的不斷電系統是原生600V（無變壓器）或基於變壓器，兩者我們都會考量。

原生 600V 不斷電系統的設計考量

原生600V 不斷電系統其最直接的優勢就是沒有傳統的輸入和輸出變壓器，進而節省了物理空間、重量和熱能損失，即為效率。然而，與現有的400V和480V機器相比，原生600V的設計還需要幾項新增的或微調的子系統。

所有的電力轉換器和其他相關電路，都需要大幅度地重新設計：

‧ 需要1800V IGBT晶體管。（與現有的1200V裝置相比，可靠性和開關速度可能會受到影響）

‧ 感測裝置和內部突波保護器都需調整為更高電壓

‧ 濾波電容器需調整為較高電壓額定，從而影響MTBF（平均故障間隔 - Mean Time Between Failures）失效前的平均時間

‧ 調整動力傳動可能會增加耗能，降低系統效率

基於上述原因、特別可能會因降低效率，使得原生600V不斷電系統較不受青睞；相較之下，使用既有的480V 不斷電系統產品，再調整輸入和輸出變壓器以提供所需的600V輸入和輸出，會比較吸引人。話雖如此，無變壓器設計的其他好處還是引人注目且令人信服。

以變壓器為基準的600V不斷電系統設計

以變壓器為基準的不斷電系統產品有兩種選擇。不斷電系統可以使用傳統的隔離變壓器，也可使用更小更輕的自耦變壓器。使用隔離變壓器的不斷電系統時，對於既有480V 不斷電系統的更動調整最小且可立即生產，不過在效能和效率方面，與無變壓器的機器相比，還是有明顯不足。

因此，較為可行的方式是採用480V的無變壓器不斷電系統，再加上輸入和輸出自耦變壓器以達到所需電壓，而不需承受更大、更重、效率更低的隔離變壓器。自耦變壓器不斷電系統具備無變壓器和以變壓器為基準兩項解決方案的優點。

這些優點和優勢將在後續各段落中介紹。首先，會比較隔離變壓器和無變壓器，之後再評比隔離和以變壓器為基準的自耦變壓器產品。

無變壓器不斷電系統的發展概述

無變壓器不斷電系統的設計迄今已存在二十年，最早採用較低的功率水準。如今，大多數低於300 kVA的設計都採用無變壓器，這也表示不斷電系統不包含電源線頻率電磁裝置（變壓器或電感器）。由於電源線的磁性組件為材料和勞力密集，這類無變壓器設計趨勢內涵更高功率水準；另一方面，所需的高頻功率處理則是技術密集。

一般而言，科技的進步已經足夠成熟，能在不犧牲可靠性的情況下幫客戶提供更高的價值。一旦達到這一點，技術密集型設計便可成為首選的價值領導者。技術的進步，也對於開關模式的電源供應（例如伺服器，儲存和網絡設備中使用的開關電源）帶來類似影響。

無變壓器的不斷電系統：持續成長的趨勢

當超過30 kVA、甚至高達1200 kVA的更高功率水準時，如何在高電壓下快速切換大電流而不會造成高損耗或峰值電壓過高，這才是最大的挑戰。高功率IGBT（絕緣柵雙極電晶體 - Insulated Gate Bipolar Transistor）在過去十年已成熟到可使用10 kHz或更高的轉換頻率，且在較高功率水準下也不會犧牲效率。

此外，一些有創意的控制策略還可以進一步降低開關損耗，讓無變壓器不斷電系統在系統效率方面可優於舊款的不斷電系統。

隔離變壓器與無變壓器不斷電系統的比較