一款高效率数字模块电源的设计研究_方超

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中文word文档库免费提供海量教学资料、行业资料、范文模板、应用文书、考试学习和社会经济等word文档基于DSP全数字控制应急电源设计作者：夏超英天津大学夏超英许晓萍余慧峰中国科学院电工研究所李峰摘要：基于高性能数字信号处理器(DSP)设计了全数字控制的智能型应急电源。

首先给出了该应急电源的主电路拓扑，详述了其工作原理。

其次介绍了基于TMS320LF2407 DSP芯片的控制电路硬件设计，分析了充电和逆变管理的软件设计，给出了主程序流程图。

最后给出该应急电源的实验波形。

关键词：不间断电源；充电；逆变器／数字信号处理器 1 引言随着社会信息化、现代化的发展，对供电可靠性的要求越来越高，大型建筑，如机场、车站、会展中心、体育馆、政府机构办公楼及高层建筑等，一旦供电系统突然发生故障而中断供电，将会破坏社会的正常生活秩序，甚至造成重大的政治影响和经济损失。

然而，电力故障突发性强，往往不以人的意志为转移，因为无论供电部门管理多严格，电网设施多先进，断电也在所难免。

因此就需要做到电源的不间断，即供电线路停电时由备用电源供电。

急电源又称EPS(Emergency Power System)，具有下述优点：①电网有电时，处于静态，无噪音；供电时，噪音小于60dB。

不需排烟和防震处理，具有节能、无公害、无火灾隐患的特点。

②自动切换，可实现无人值守。

电网供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1~0.25s。

③带载能力强。

EPS适应于电感性、电容性、及综合性负载的设备，如电梯、水泵、风机、办公自动化设备、应急照明等。

④使用可靠。

主机寿命长达20年以上。

⑤适应恶劣环境。

可放置于地下室或配电室，也可紧靠应急负荷使用场所就地设置，以减少供电线路。

本文介绍一种基于DSP对应急电源的充电和逆变等过程进行控制的设计方案。

此外，利用DSP和51单片机的串口进行通信，设计了界面友好的人机接口，用户可通过人机接口启动、停止电源，使电源进入强迫逆变状态，了解电源的工作状态、故障类型和输出电压、输出电流等参数。

基于DSP的数字开关电源设计与实现王超王茜文健发布时间：2023-08-04T09:35:34.683Z 来源：《当代电力文化》2023年10期作者：王超王茜文健[导读] 本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。

首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。

其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。

通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。

陕西长岭迈腾电子股份有限公司陕西省宝鸡市 721006摘要：本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。

首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。

其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。

通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。

关键词：DSP技术；开关电源；硬件设计；MC56F8323；数字控制；性能提升引言：开关电源在现代电子设备中起着至关重要的作用，其性能的优劣直接影响到设备的稳定性和效率。

为了提升开关电源的性能，并满足日益增长的电源需求，研究人员开始探索将数字信号处理（DSP）技术应用于开关电源设计的方法。

DSP技术具有强大的处理能力和灵活性，可以对电源的各个环节进行精确的控制和优化，从而提高电源的效率和稳定性。

本文旨在研究基于DSP的数字开关电源的硬件设计与实现方法。

首先介绍了DSP技术特点和优势，包括高速运算能力、丰富的算法库和灵活的编程接口等。

其次选择了MC56F8323芯片作为数字开关电源的硬件平台，并对其进行了详细分析。

模块化多电平换流器电磁暂态高效建模方法研究一、本文概述随着可再生能源的大规模接入和电网结构的日益复杂，模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）作为一种先进的电力电子装置，在高压直流输电（High-Voltage Direct Current, HVDC）、灵活交流输电系统（Flexible AC Transmission Systems, FACTS）等领域得到了广泛应用。

MMC的电磁暂态特性对于电力系统的稳定运行和故障分析至关重要。

开展模块化多电平换流器电磁暂态高效建模方法的研究，对于提高电力系统的安全性和经济性具有重要意义。

本文旨在探讨模块化多电平换流器电磁暂态高效建模方法，通过对MMC的基本结构和工作原理进行分析，结合现有建模方法的优缺点，提出一种更为高效、准确的建模策略。

本文首先介绍MMC的基本结构和工作原理，然后分析现有建模方法的主要问题和局限性，接着详细阐述本文提出的高效建模方法，并通过仿真实验验证该方法的准确性和有效性。

本文还将对高效建模方法在实际工程中的应用前景进行讨论和展望。

通过本文的研究，希望能够为模块化多电平换流器的电磁暂态建模提供一种新的高效方法，为电力系统的稳定运行和故障分析提供有力支持，同时也为相关领域的研究提供参考和借鉴。

二、模块化多电平换流器基本理论模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）是一种先进的电力电子变换器拓扑，特别适用于高压大功率的电力系统应用，如高压直流输电（HVDC）和柔性交流输电系统（FACTS）。

MMC的基本结构由多个级联的子模块（Submodule, SM）和一个公共的直流侧电容组成，每个子模块都可以独立控制其投入或切除，从而实现对输出电压的精细调节。

MMC的核心思想是通过增加子模块的级数来实现电压等级的提升，同时保持每个子模块相对较低的电压应力。

子模块通常采用半桥（Half-Bridge, HB）或全桥（Full-Bridge, FB）结构，其中HB结构包含两个开关管和一个电容器，而FB结构则包含四个开关管和一个电容器。

电力系统仿真软件的分类较为复杂，按照不同标准可分为：实时与非实时，短时与长时间等不同种类，而各个仿真软件在功能上都具有综合性，只是侧重点有所不同，在报告的最后有各类仿真软件功能的比较，以下为较著名的仿真软件的介绍。

1 EMTDC/PSCADEMTDC是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，一般直接将其称为PSCAD。

使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。

PSCAD/EMTDC基于dommel电磁暂态计算理论，适用于电力系统电磁暂态仿真。

EMTDC（Electro Magnetic Transient in DC System）即可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能工具。

PSCAD由Manitoba HVDC research center开发。

2 PSAPACPSAPAC由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。

其包含多个模块，其中部分模块可以单独使用。

模块和功能如下：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。

LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。

IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。

TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。

DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。

LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。

数字控制全桥型DC-DC模块电源的设计数字控制全桥型DC-DC模块电源的设计摘要：DC-DC变换器是电子系统中常用的电源转换设备，其性能的稳定性和效率对系统的可靠性和节能性起着重要作用。

本文围绕数字控制全桥型DC-DC模块电源的设计展开了研究。

首先，对DC-DC变换器的结构和工作原理进行了简要介绍。

然后，详细描述了数字控制技术在全桥型DC-DC模块电源设计中的应用。

最后，通过实验验证了本设计方案的性能和有效性。

一、引言随着电子系统的高速发展，对于电源转换设备的性能和效率要求越来越高。

DC-DC变换器作为电源转换的重要组成部分，在电子系统中起到了关键的作用。

传统的模拟控制方式在一定程度上已经无法满足对DC-DC变换器精确控制的要求。

因此，数字控制技术在DC-DC变换器的设计中得到了广泛的应用。

二、数字控制技术数字控制技术是通过数字信号对电源进行控制和调节的一种技术。

它可以使用微处理器或者数字信号处理器来实现对电源的高精度控制。

数字控制技术具有精度高、稳定性好、可编程性强等优点，因此在DC-DC变换器的设计中被广泛采用。

三、全桥型DC-DC模块电源的设计全桥型DC-DC模块电源是一种高效率的DC-DC变换器拓扑结构，具有输出电压可调、输出电流大等优点。

数字控制技术可以精确控制全桥型DC-DC模块电源的输出电压和输出电流，提高了系统的稳定性和可靠性。

1. 电源参数设计在全桥型DC-DC模块电源的设计中，首先需要确定电源的输入电压和输出电压。

通过计算和分析得到合适的输入电压和输出电压，保证电源的工作正常和效率高。

2. 拓扑结构设计全桥型DC-DC模块电源的拓扑结构是由四个功率开关和四个二极管组成的。

使用数字控制技术可以对功率开关的开关时间进行精确调节，实现对电源输出电压的精确控制。

3. 控制策略设计在全桥型DC-DC模块电源的设计中，需要选择合适的控制策略。

传统的PID控制策略已经无法满足要求，因此可以利用数字控制技术设计更高级的控制策略，如模糊控制或者神经网络控制。

大功率宽压高效DC-DC模块电源设计大功率宽压高效DC/DC模块电源设计随着电子设备的不断发展和应用，对电源模块的需求也越来越高。

特别是在需要大功率输出、宽输入电压范围和高效率的应用场景中，设计一款满足这些要求的DC/DC模块电源成为了一项重要的任务。

设计一款大功率宽压高效DC/DC模块电源需要考虑多个因素。

首先，大功率输出要求模块具备较高的功率密度和良好的散热性能，以保证电源在高负载运行时不会过热。

其次，宽输入电压范围要求模块能够适应不同的输入电压，以满足各种应用场景的需求。

最后，高效率是一个关键指标，可以减少能源的浪费和热量的产生。

在大功率输出方面，可以采用多相结构来提高功率密度。

通过将输入电压分配到不同的功率级上，可以减小每个功率级的负载，进而减小功率级的体积。

此外，采用高效率的功率开关元件，如MOSFET，可以降低开关损耗，提高整体的转换效率。

为了适应不同的输入电压范围，可以采用宽输入电压范围的变换器拓扑结构，如降压型、升压型或者变换型。

同时，可以使用自适应控制算法，根据输入电压的变化来调整输出电压，以保持稳定的输出功率。

此外，还可以添加输入过压和欠压保护电路，以保护电源模块和被供电设备的安全运行。

提高转换效率是设计大功率宽压高效DC/DC模块电源的一个重要目标。

在选择元件时，需要考虑其导通损耗、开关损耗以及磁元件的损耗。

此外，还可以采用最大功率点追踪算法，根据输入电压和输出负载的变化，自动调整功率转换的效率。

同时，还可以添加输出过流和过压保护电路，以保护被供电设备的安全运行。

总之，设计一款大功率宽压高效DC/DC模块电源需要综合考虑功率密度、散热性能、输入电压范围和转换效率等因素。

通过合理选择拓扑结构、控制算法和元件，可以设计出满足要求的高性能电源模块，为电子设备的稳定运行提供可靠的电源支持。

模块化多电平变换器的数学建模与分析当今世界经济发展所面临的重要课题之一就是如何节约能源、保护环境。

其中，用于电力变换的模块化多电平变换器就是一个非常重要的技术手段。

而对于模块化多电平变换器来说，数学建模和分析就显得尤为重要。

本文将介绍模块化多电平变换器的数学建模和分析方法，希望能为相关研究提供一些借鉴和参考。

一、模块化多电平变换器的概念及特点模块化多电平变换器是一种应用于高功率电力电子补偿、驱动等领域的电力变换器。

与传统电力变换器相比，它具有更高的功率密度、更好的电力质量和更高的效率等优点。

其实现方法是通过并联多个交流电源和电容、电源开关器件，在无需任何额外的输出滤波器的条件下，构成多个输出电平，实现直流电压变换。

模块化多电平变换器具有以下几个特点：1.可重构性：可根据不同的应用需求选择不同的电压级数目，实现最佳的功率匹配。

2.高效率：由于无需输出滤波器，因此不仅能够减少磁性元件的大小和重量，还能提高效率。

3.输出电压质量优秀：在满足一定的调制策略下，输出电压具有较低的失真和较小的开关噪声。

4.可靠性高：由于输出过电压和过电流保护，使模块化多电平变换器具有更高的可靠性。

二、模块化多电平变换器的数学建模模块化多电平变换器的数学建模实质上就是描述它的输入-输出关系。

以下将介绍两种不同的数学建模方法。

1.能量平衡法建模能量平衡法建模的主要思路是通过能量守恒原则，建立模块化多电平变换器的电路方程，用于分析其输入和输出电路的关系。

具体而言，在模块化多电平变换器的等效电路图中，利用基尔霍夫电流和电压定律，分别对每个电容、电源开关进行分析，建立其电路方程。

同时，在考虑开关状态的同时，对每个开关器件进行电流通道和电压通道的分析，建立对应的拓扑结构。

2. 矢量控制法建模矢量控制法建模的思路是将模块化多电平变换器的电路分解为多个独立的等效电路，并对每个等效电路进行控制。

通过电压调制和电流控制两部分控制方式，精确控制每个等效电路的状态，实现对整个模块化多电平变换器的控制。

浅谈UPS在医院中的设计和应用方梦超发布时间：2021-08-31T07:01:11.107Z 来源：《河南电力》2021年5期作者：方梦超[导读] 随着医疗行业的快速发展，医疗机构拥有越来越先进的医疗电子设备。

对电源可靠性的要求很高，因为许多医疗设备的停电会危及患者的生命并给医院造成重大的经济损失。

（身份证号码：4210241xxxx2150819 华中科技大学同济医学院附属同济医院光谷院区）摘要：在过去的几年里，社会取得了快速的进步。

随着“十三五”规划和“健康在中国”战略的提出，医疗卫生事业的发展越来越受到社会各界的关注。

此外，随着国民经济水平的提高，人们对医疗保健和健康生活的需求逐年增加。

医院作为医疗卫生行业的重要组成部分，国家对医院建设和扩建的投入逐年增加，医疗设施和医疗环境明显改善。

现代医院如何以更人性化、用户友好和更安全的方式为患者服务，对医院电气系统的设计提出了越来越复杂的要求。

供电系统的安全可靠是现代医院患者生命健康的重要保障，照明供电设备和系统的设计对患者的生命安全至关重要。

在这些地方，UPS 通常用作过渡电源（柴油发电机用作备用电源）。

本文将重点介绍UPS容量的选择和预订条件（包括UPS机房面积的选择和结构载荷的计算）。

关键词：UPS；医院；设计；应用引言随着医疗行业的快速发展，医疗机构拥有越来越先进的医疗电子设备。

对电源可靠性的要求很高，因为许多医疗设备的停电会危及患者的生命并给医院造成重大的经济损失。

医疗建筑电气设计规范JGJ312-2013第4.2.1条根据电气扰动对生命安全、人身安全和经济损失等的影响程度对负荷进行分类。

根据不同的负载水平，对市政供电线路和柴油发电机的配置也提出了不同的要求。

另外，对于中断时间在0.5S 以内的特别大的一次负载，需要不间断电源（UPS），并且必须在线。

1UPS应急供电时间《医疗建筑电气设计规范jgj312-2013》第3.0.3条第1款规定：“当供电恢复时间≤0.5S时，‘单机备用电源’的维持时间供应不少于3小时'。

第19卷 第3期2010年5月 航 天 器 工 程SP ACECRA FT EN GI NEERIN GVo l.19 No.387航天器数字电源应用概述王少宁 王卫国 黄欹昌(兰州空间技术物理研究所,兰州 730000)摘 要 数字电源可满足更多需求,实现更多功能。

它是可编程的,如通信、检测、远程控制等功能都可用软件编程实现。

数字电源还具有高性能和高可靠性。

文章介绍了数字电源的特点、优势以及航天器应用数字电源的必要性和重要性。

关键词 开关电源;数字电源;远程控制;诊断;检测中图分类号:V441 文献标志码:A 文章编号:1673 8748(2010)03 0087 04Application Research on Digital Power of SpacecraftWANG Shaoning WA NG Weig uo H U ANG Qichang(Lanzhou Institute of Phy sics,Lanzhou 730000,China)Abstract:In our country aerospace technology development,with regard to special loads or key equip ment,people alw ays expect the pow er supply to have more functions;for example,it can adjust the out put voltage under the particular circumstance,diagnose breaks down of the product,passes long rang e control,dissolve the breaks down,etc.The switch pow er supply can not do these,but the digital pow er supply can realize the above functions easily.The digital power supply is programmable,which can real ize communication,examination,long range control etc w ith the help of the software.Moreover,the digital power supply has high performance and high reliability.In this paper,the author introduces the characteristics and superiority of the digital power with the detailed description of the necessity and im portance of application of the spacecraft digital power in spacecraft.Key words:sw itch pow er;dig ital pow er;long rang e control;diag nose;ex am inatio n收稿日期:2009 07 21;修回日期:2010 03 31作者简介:王少宁(1977-),男,高级工程师,博士研究生,主要从事航天器用DC DC 变换器研究,担任卫星DC DC 模块电源研制设计师。

立方星电源系统设计与实验高海振;莫乾坤;张翔;廖文和【摘要】针对立方星体积小、成本低、能源有限等特点,设计了基于最大功率点跟踪的立方星电源系统.该系统采用三结砷化镓太阳能电池和比容量高的锂离子电池构成太阳能电池阵联合供电系统,电源转换和功率分配电路采用商用集成器件,在降低成本的同时能够提升功率转换与传输效率,降低系统功耗,提高负载供电可靠性.利用变步长扰动观察法实现了MPPT功能,试验表明该电源系统MPPT模块功率跟踪误差在2%以内,动态响应速度和稳定性较高.%A CubeSat power system based on MPPT is designed according to the CubeSat' s characteristics of small volume, low cost and power constraint. The triple junction GaAs space solar cells and lithium ion battery with high specific capacities are used with the commercial integrated circuit adopted in the power system, and the power converter and power distributed circuits to reduce the cost and power consumption and improve the efficiency of the power transmission and conversion and the reliability of the power sup-ply. And then, the variable step length P&O algorithm is applied to the MPPT module design. The test results show that the power tracking error of the MPPT module is less than 2%, and high dynamic response and stability are achieved.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P198-201)【关键词】立方星;电源系统;MPPT【作者】高海振;莫乾坤;张翔;廖文和【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】V423.4+4立方星是一种标准尺寸为10cm×10cm×10cm的微纳卫星，可扩展为双单元、三单元、六单元等尺寸以携带更多科学载荷[1-2]。

一种高效率开关电源的设计与仿真
李文
【期刊名称】《北京工商大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(26)2
【摘要】介绍了设计高效率开关电源的一种简单有效的方法. 给出了设计关键环节电路参数的依据,并进行了Pspice仿真,实验结果验证了其有效性,在兼顾小型化的同时,满载效率达到91%.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】李文
【作者单位】北京工商大学,工科实践中心,北京,100037
【正文语种】中文
【中图分类】TM433
【相关文献】
1.一种小型化高效率离线式直流开关电源的前级设计 [J], 崔东风;王晓梅
2.一种多路输出的高效率开关电源设计 [J], 李文豪;杜培德;尹华
3.高效率同步电流模开关电源设计与仿真 [J], 刘雪飞
4.一种高效率开关电源模块并联供电系统设计 [J], 张煜; 介小文; 成高飞; 冯攀
5.一种高效率高压开关电源设计与实现 [J], 刘银川;高文雷;陈银杏;郝保良;崔美娜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

面向电辅助制造的大电流脉冲电源建模与设计
吴佳玮
【期刊名称】《电气传动》
【年(卷),期】2024(54)5
【摘要】电辅助制造(EAM)是一种前景广阔且发展迅速的金属加工方法。

低压大电流脉冲电源是EAM中的关键子系统之一,需要进行合理设计以应对EAM场景下器件瞬态温度变化大的情况。

提出了一种基于器件级电热建模的低压大电流脉冲电源的模型设计方法。

首先,通过器件级有限元仿真得到了关键部件的热应力,并提出了一种简化的热建模方法,以减轻有限元模拟的计算负担,得到脉冲电流作用下的动态热剖面。

其次,基于热模型,研究了电流脉冲持续时间对MOSFET最高温度和温度变化的影响。

最后,以10 V/500 A脉冲电源为例进行了理论分析和验证。

研究结果有助于EAM应用中脉冲电源的优化设计。

【总页数】8页(P3-10)
【作者】吴佳玮
【作者单位】国网浙江省电力有限公司杭州供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM28
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2.高性能大电流脉冲电源的设计与实现
3.冲击大电流脉冲电源电流测试系统设计
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5.室温脉冲螺旋Wiggler磁体和大电流脉冲电源的研究
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艾特网能数据中心机房BM解决方案iTeaQ丈特网能深圳市艾特网能技术有限公司2016年7月目录1 BM系统简介 (4)2 需求分析及方案配置 (5)2.1 需求分析 (5)2.2 方案配置 (6)2.3 机房工艺布置 (6)3 艾特网能BM系统介绍 (9)3.1 制冷系统 (9)3.1.1 CoolRow系列列间机房专用空调 (9)3.1.2 CoolRow机房空调特点 (10)3.2 供配电系统 (14)3.2.1.1 艾特祁连UM大容量系列产品介绍 (14)3.2.1.2 艾特祁连UM系列设计理念 (14)3.2.1.3 特性与价值 (15)3.2.2 艾特网能智能精密配电柜（建议采用） (22)3.2.2.1 主要特点 (22)3.2.2.2 技术指标 (22)3.2.3 PDU (23)3.3 月服务器机柜 (25)3.3.1 突出特点 (25)3.3.2 服务器机柜配置 (26)3.4 封闭冷池系统 (26)3.4.1 玻璃天窗组件 (27)3.4.2 玻璃隔离门组件 (28)3.4.3 钢制假墙组件（根据项目情况选配） (28)3.4.4 消防联动系统组件 (29)3.5 监控系统 (30)监控对象 (32)3.5.1 UPS监控 (32)3.5.2 空调监控 (32)3.5.3 视频监控系统 (33)3.5.4 机房环境监控 (33)3.5.4.1 环境监控单元组件一一温湿度传感器 (33)3.5.4.2 环境监控单元组件一一联网型烟雾探测器 (35)3.5.4.3 环境监控单元组件一一声光报警器 (36)4 部分成功案例 (37)4.1 武汉楚天云 (38)4.2 中国联通贵安云基地 (39)5 公司介绍 (40)1 BM系统简介模块化数据中心方案，是当今行业中主流及领先的应用方案，在各行业的大中小型机房中广泛应用，并受到行业专家及用户高度认可。

包括腾讯、阿里、国家超算中心、各国有银行、各国家及省市政府单位、学校、各托管IDC及云计算中心都大量应用并对其便捷性，可扩容性、低运营成本(节能高效性) 、高可管理性、整洁美观给予了高度评价。