一种完美无谐波多电平ZVS UPS（一）

两种,即ZVS软开关和ZCS软开关,如图3所示,图中谐振电感Lr包括电路中可能有的杂散电感和变压器漏感,谐振电容Cr包括开关管的结电容。ZVS谐振开关和ZCS谐振开关之间具有对偶关系,如表1所示。在图3(a)所示的ZVS零电压开关中,当SA开关管关断时,LrCr串联谐振,电容Cr(包括开关SA的输出电容)上的电压,按照准正弦规律变化,当它谐振过零时,令开关管SA开通,因此图3(a)是一种ZVS谐振开关。在图3(b)所示的ZCS零电流开关中,当SA开关管开通时,LrCr并联谐振,SA中的电流按照准正弦规律变化,当电流谐振到零时,令开关管SA关断,因此图3(b)是一种ZCS谐振开关。由于谐振是按照准正弦规律变化的,所以把图3(a)、(b)所示的软开关称为准谐振软开关。这两种软开关都适合于叠加开关SA1～SA3使用,本UPS采用了ZVS软开关方式。

图3 ZVS与ZCS准谐振软开关电路的

表1 ZVS谐振开关和ZCＳ谐振开关的对偶关系

2 18相三重叠加市电输入整流电源

18相三重叠加市电输入整流电源电路,如图4所示。它的移相角为360°/(3×6)=20°。其中图(a)为电路图,图(b)～(f)为电压、电流波形,图(g)为18相矢量图。用输入整流变压器形成具有20°相角差、大小相等的3组输出电压,每组分别接入一个三相桥式全控整流器构成的18相输入整流电源。各整流桥以对其所施加电压相同的相位控制角α工作。可以看出,交流输入电流由18梯级的梯形波构成如图(f)所示,将合成的市电输入电流波形用傅里叶级数展开,则在傅里叶级数式中将不包含零序谐波。各次谐波的幅值如下:

基波幅值:

6k±1次谐波(k=1,2,3,…):

残存的谐波为17、19;35、37;53、55;…次,其幅值与次数成反比减小。

18相整流三重叠加的特性值为:

直流输出电压Ud=9Umcosα/π

直流输出电压纹波频率为18×50=900Hz

合成输入电流有效值Ia1=2.351Id(电压变比为1:1)

输入电流畸变率=0.1011

位移因数ε1=cosα

输入总功率因数PF=0.9949cosα

图4 18相三重叠加市电输入整流电源