剖析UPS电源整流器的工作原理.doc

剖析UPS电源整流器的工作原理.doc剖析UPS电源整流器的工作原理现代的整流充电器分降压型和升压型两种,降压型主耍用于UPS电池组电压低丁•输入交流峰值电压一定值的情况,而升压型主要用于ups电池组电压高于输入交流峰值电压的情况。一、 输入配电系统在数据中心的UPS供电系统中,输入电路一个授重要的指标就是输入功率因数。输入功率因数低会造成成下血的不利影响:导致输入供电线路上各环节的早期老画输入功率因数低的原因是输入谐波电流成分含虽大,谐波电流经过输入电缆时,使电缆产生附加发热导致电缆外皮材料长期发热、变软、变脆、变酥、变碎;谐波电流经过输入断路器(开关)时,开关出点由于长期发热而导致接触不良,一个正反馈的效应是开关过早时效;谐波电流经过输入保险丝时,由于长期的附加发热而导致熔丝变软、下垂(使整个保险丝粗细变得不均与)、H然断裂而引起断电。不能充分利用输入功率由于输入功率中含冇大虽的无功分虽,冇功功率被吸收,无功功率在电缆中往复流动,使正常的冇效电流通道变窄,由于线路的“拥挤”而使单位截而积伤的电流密度加人,功耗加人。根据欧姆定律。导线上的功耗P为P=I2R由上式可以看出,线路上的功耗和电流I的平方值成正比,与导线的电阻R成正比,而发热屋又是功耗P和时间T的函数,即Q=。対供电电网产生T扰输入电路是可控硅(闸流管)-整流器时,由于可控硅的开启往往伴随着高压电和人电流,不但破坏了输入电压波形,而几还形成很强的传到干扰和辐射干扰,应系那个了同一线路上英他用电设备的正常运行。使前置发电机的装机功率成几倍增人输入功率因数低(,较人功率川三相可控硅全波整流——),可导致前置发电机的装机功率至少3倍于UPS的额定功率。二、 工频整流器与高频整流器由前面的讨论可以看出,UPS输入功率因数低的主要原因在于输入部分的电路结构和工作方式。现代的整流充电器分降压型和升压型两种,降压型主要用于UPS电池组电压低于输入交流峰值电压一定值的情况,而升压型主要用于UPS电池组电压高于输入交流峰值电压的情况。工频降压整流器降压整流器有工频和高频Z分,而工频乂有稳压和不稳压Z分。下面以UPS中应用最广的稳压工频电路为例进行讨论。一•般采用三相整流,是因为三相整流的脉动系数和纹波系数都低。一•个三相可控硅全桥整流电路中用了6只町控硅整流器,需要6个脉冲进行分别控制,也俗称其为6脉冲整流。三相全桥整流电路是按线电压工作的,在市电为额定值380V/220V时的最高整数流出电压可达到UDC=380VXV2=537V一般电池组额定电压为12VX32只=384V的浮充电压(约438V)B足够了。由丁•这种电路是按照市电的频率(所谓工频)节奏而工作的,成为工频整流器。山于可控硅的电流容量和耐压都可以做的很高,因此它在中大功率传统双变换UPS中得到了广泛的应用。又由于这种电路整流器件的开启(相位)是对控的,因此它就具冇了输出稳压的功能。但这个输出稳压的功能不能作为输入市电大范围变化的根据,原因是可控硅存在着在一定条件下失控的隐患。例如,一个电池组额定电压为384V,在正常情况下的浮充电压低于440V,如果认为及时是电线电压额定值Un上升到135%Un吋也可保证整流电压低于450V,就可把这吋的输入电压(135%Un)作为改UPS