「UPS」最新キーワードは仮想化に省エネ!

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製品の基礎をきちんと理解! IT製品解体新書

「UPS」最新キーワードは仮想化に省エネ!

2010/06/21


 停電時に電力を供給し、IT機器の安全なシャットダウンを助けるUPS。サーバ統合が進み、使用電力量が大きく膨れ上がる中で、その重要度は増すばかりだ。UPSは障害発生時だけでなく、日々安定した電力供給をし続けるという点からも、コンピュータシステムにとっては必要不可欠な存在となっている。今回の特集では、UPSの基本的な仕組みをおさらいするとともに、UPSを取り巻く最新動向として、仮想化されたサーバ環境との連携やUPSの省エネ対策について紹介する。また「IT製品選び方ガイド」では、製品を選択していく際の留意事項について解説しているので、そちらも併せてご参照いただきたい。

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UPSを解体しよう!

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UPSとは

 UPS(Uninterruptible Power Supply:無停電電源装置)は、停電時、IT機器に一定時間電力供給をすることで、安全なシャットダウンを実現するための装置だ。商用電源とIT機器の間に設置され、万一の障害に備えている。しかし、電源障害は停電だけではない。我々が気付かない細かい電源トラブルは、日々発生している。それらを吸収し、常に安定した電源をIT機器に供給し続けることもUPSの大きな役割の1つだ。
 UPSはベンダによって呼び方は異なるが、タワー型とラックマウント型の、大きく2つの形態に分類できる(図1)。

図1 UPSの形態
図1 UPSの形態
左:GX100シリーズ、右上:NetpowerProtectシリーズ、右下:DL9128シリーズ(+増設バッテリオプション)
資料提供:富士電機システムズ株式会社
図2 タワー型UPSの内部構造の例
図2 タワー型UPSの内部構造の例
Symmetra LX:パワーモジュールとバッテリがホットスワップ可能で、迅速な拡張性が提供できる。
資料提供:株式会社エーピーシー・ジャパン

 次に、UPSの機能を提供する主な構成要素である整流器、インバータ、そしてバッテリについて見ていこう。

UPSの主な構成要素

整流器
交流電力を直流電力に変換するための装置。商用電源からの交流電流を受け、直流に変換してインバータに給電する。バッテリを充電する機能も担う。コンバータとも呼ばれる。

インバータ
直流電力を交流電力に変換するための装置。整流器やバッテリから送り出された直流電力を受け、安定した交流電力に変換してIT機器に給電する。

バッテリ
万一の電源障害時に備えて、電力を蓄積しておくための装置。停電時にはIT機器に対して一定時間電力を供給し、安全なシャットダウンを支援する。

 UPSには、IT機器への給電方式にいくつかのタイプがある。主なものとしては、常時商用給電方式、常時インバータ給電方式、ラインインタラクティブ方式の大きく3つ。詳しくは「IT製品選び方ガイド」で紹介しているので、ここでは簡単に触れておく。

UPSの主な給電方式

常時商用給電方式
通常は商用電源からの電力をそのままIT機器に供給する方式。障害発生時にバッテリに切り替わるが、その際には10ms以下の瞬断が発生する。小型で低価格という特徴がある。

常時インバータ給電方式
商用電源からの電力を、常にインバータを介してIT機器に給電する方式。インバータが各種の電源異常を吸収することで、常に安定した電力供給が可能となる。障害発生時のバッテリへの切り替わりも無瞬断で行われる。複雑な構造となるので小型化が難しく、常時商用給電方式のUPSに比べて高価。

ラインインタラクティブ方式
通常は商用電源からの電力をトランス(変圧器)で受け、一定範囲内の電圧変動を調整した後、IT機器に供給する。障害発生時にバッテリへ切り替わる際には、2〜5ms以下の瞬断が発生する。

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