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2024 UPS
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UPS電源的蓄電池特點發(fā)布時間：2016年12月07日



　　設備的可靠性與多種因素有關，包括電路研制定型水平、技術人員技術水平和經(jīng)驗、器件選用差別、生產(chǎn)工藝水平、質量管理流程等。電路結構變化有個技術成熟的過程，當然還包括所選用的器件性能和可靠性對新電路結構的適應能力。所以說電路結構的變化對設備可靠性是有影響的，影響大小最終取決于電路技術成熟程度和器件水平這兩個因素。


　　1、技術成熟是毋庸置疑


　　無變壓器UPS采用的新技術主要有兩點:一是AC/DC高頻整流(PFC)技術；二是輸出半橋逆變技術。這兩項技術產(chǎn)生由來已久，已成為電力電子設備的經(jīng)典技術，應用也非常廣泛，所以技術成熟程度是毋庸置疑的。雖然把這兩項技術集成起來用于無變壓器UPS中僅是最近十年的事情，因電路定型水平和參數(shù)選擇的差異也可能存在設備可靠性問題，但出現(xiàn)可靠性的根本原因卻不是電路結構和新技術的應用造成的。


　　2、當前器件性能水平完全能夠滿足新電路結構提出的更高要求


　　在無變壓器UPS中，對器件性能要求高的環(huán)節(jié)主要是半橋式逆變器，而關鍵的參數(shù)又是功率開關器件IGBT的耐壓(UCES)和輸出電流(有效值和峰值)能力，IGBT的輸出能力完全可以滿足400～500kVA的大功率無輸出變壓器UPS。


　　值得注意的是，在無變壓器UPS的半橋逆變電路中，輸出電壓是由±400V直流母線電壓直接形成的，輸入電流有效值等于輸出電流有效值。而傳統(tǒng)的帶變壓器UPS是通過輸出變壓器升壓形成的，在升壓比為1:1.9或1:1.78時，同時考慮三角形/星形接法輸出電流有效值是輸入有效值的1.73倍，所以全橋逆變器輸入電流有效值是輸出電流有效值的1.9/1.73=1.1(或1.78/1.73=1.03)倍。數(shù)據(jù)說明，對同樣輸出功率的UPS，無輸出變壓器UPS對IGBT的電流輸出能力的要求并不比傳統(tǒng)的帶輸出變壓器UPS高。也就是說，從IGBT地電流輸出能力來看，能做多大功率的帶輸出變壓器UPS，就可以做多大輸出功率的無輸出變壓器UPS。


　　與帶輸出變壓器UPS相比，無輸出變壓器UPS的逆變器對IGBT的耐壓提出了更高的要求。在帶輸出變壓器UPS的全橋逆變器中，IGBT的耐壓就是直流母線電壓，一般為400多伏，而在無輸出變壓器UPS地輸出半橋逆變器中，直流母線電壓是±400V，要求IGBT的耐壓要大于800V。雖然當前的器件耐壓1200V已不成問題，但此要求不僅僅是靜態(tài)耐壓問題，更嚴重的是IGBT地開關電壓變化率(du/dt)和開關損耗問題，因而這是電路設計和器件選擇時必須重視和解決的問題。


　　3、輸出隔直流問題


　　由于控制環(huán)節(jié)故障使一個IGBT連續(xù)導通時，或在一個IGBT或二極管短路的情況下，400V直流母線電壓會直接輸出到負載端(此時電感變成阻抗很小地導線)。單相負載輸入整流后地直流母線額定電壓是311V，考慮負載允許輸入地+15%地上限，直流母線額定電壓是357V，并聯(lián)在整流電路輸出端地濾波電容耐壓通常是400V。當UPS發(fā)生這種故障時輸出直流電壓會接近400V，濾波電容和DC/DC變換器都會因輸入電壓過高而受到影響。


　　出現(xiàn)這種情況在理論上是有可能的。然而，如果出現(xiàn)這一危險情況，即使缺少了專門的直流分量檢測電路(例如，檢測電路故障或參數(shù)漂移等)，也可以根據(jù)從另一個IGBT收到的驅動信號得知，直流電壓可能發(fā)生短路，從而立即終止逆變器的工作，同時斷開逆變器與后面負載的連接。通常逆變器的輸出端配備有一個靜態(tài)旁路開關，它可在逆變器停止工作時迅速將負載切換到旁路市電供電，以保證負載供電的持續(xù)進行。逆變器保護和轉旁路供電地動作時間很短，可在輸出電壓上升過程中完成，因而不會對負載安全造成影響。在大量設備的實際運行中，這種故障幾乎沒有出現(xiàn)過。


　　4、無輸出變壓器UPS的可靠性指標


　　如果不知道平均故障間隔時間MTBF，或者廠商提供的MTBF數(shù)據(jù)不可信的話，那么可用UPS的效率和輸出能力各項指標來衡量其可靠性，這些指標包括整機工作效率、輸出過載能力、輸出電流峰值系數(shù)、啟動負載時輸出電流浪涌系數(shù)和負載功率因數(shù)等。


　　無輸出變壓器UPS的輸出能力和可靠性指標與傳統(tǒng)帶輸出變壓器UPS一樣，都達到了很高的水平?？煽啃砸巡辉偈菬o輸出變壓器UPS設備的關鍵問題。






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