工频UPS电源与高频UPS电源的电路有什么区别?

工频UPS电源与高频UPS电源的电路有什么区别?

时间:2020-11-13 14:26:23

  工频机与高频机的概念主要是对整流部分而言,工频机是可控整流,传统技术最好可做到12相整流;而高频机的整流是二极管不控整流十IGBT的高频直流升压环节。对逆变器而言都是IGBT的SPWM高频逆变工作方式(除早期的可控硅逆变工作模式UPS,目前已经淘汰)。另外,工频机的输出变压器必不可少,由于其整流逆变等环节均为降压环节,因此在输出侧必须有升压变压器作为电压的调整。而高频机由于具有DC/DC升压环节,其输出侧不必要加升压环节(升压变压器),对于需要加装隔离变压器的现场,高频机也可按照要求加装隔离变压器选件,其作用也由原来的必要配置转变为可选配置。UPS的电气结构所以发生了更新变化,主要是由于元器件的发展,IGBT作为UPS的主要功率元件技术更加成熟,无论从容量、结构,还是可靠性上都大大地提高了,加之UPS数字化程度不断深入促成了新一代大中型UPS的主流结构由原来的工频机转向高频机(正如当年晶闸管逆变器被大功率晶体管GTR取代,之后又被IGBT逆变器取一样)。UPS电气结构的更新最直接的效果就是UPS主机体积的缩小,质量的减小,而更重要的是电气性能的提高。

  早期大中型UPS主回路结构采用晶闸管整流将输人的交流电整为直流,蓄电池直接配置在直流母线上,当输入市电正常时,靠整流晶闸管的调节对蓄电池充电,同时为GTR或ICBT结构的桥式逆变器供电,逆变器将直流逆变为交流,最后经过输出变压器的升压及滤没提供纯正的交流输出。从其结构中可以看出,从整流(从交流变为直流)到逆变(在从直流变为交流)的过程中,每个环节都是降压环节,在此种结构的UPS中,必须在输出侧加入升压变压器,将逆变输出的较低恒定电压升至合理的输出范围,最终提供了恒定的220V/380V输出。

  目前较为先进的UPS主回路结构采用不控整流加升压环节,将交流输入通过整流桥全波整流为直流后,采用IGBT元件组成的DC/DC电路升压到一个较高的恒定直流电压,并将其作为直流母线,为蓄电池充电电路及逆变输出部分提供电能。由于直流母线电压足够高经过IGBT高频逆变调整后,可直接得到恒定的逆变输出电压,完全可以省掉输出升压变压器。

  在上述的两种UPS结构中,后者在所有功率环节均采用了IGBT技术,因此此种结构的UPS又为全IGBTUPS。由于数字技术的引入,大大提高了IGBT元件的开关频率,与前者相比,在很多方面具有显著的优势。

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