如何实现大功率UPS的无变压器设计？

图7传统UPS与无变压器UPS结构对比图

IGBT整流器从电网吸取能量，输入功率因数PF》0.99，逆变器提供输出电流，可以支持90%额定容量的负载功率，同时给电池充电。当电网电压降低时，电池充电将暂停以保证负载输出。当电网电压恢复时，电池也恢复快速充电。

在输入端采用较小的电感电容（LC）低通滤波器，即能滤除明显的di/dt变化而不会干扰电网电压，这与逆变器输出端的LC滤波器相同。

传统UPS的元件和无变压器UPS的元件对比

无变压器UPS可以取消的元件，如图7所示，称为传统UPS的"磁性套件"。它包括输出变压器、输入电感、DC母线电抗器、输出滤波器电感和输入谐波滤波器电感。它们不但十分沉重，而且体积巨大，和旁边的无变压器UPS的部件相比差别十分明显。

无变压器UPS中的电感焊接在印刷电路板（PCB）上或者安装在铝质U形支架上，其体积、重量和成本都比原来小得多，使用铁氧体磁芯以及双层的线包绕组即可满足要求，散热也方便，如图8所示。

图8无变压器UPS电感示意图

采用无变压器设计的UPS，虽然增加了逆变器的中线桥臂以及电池充放电转换器，但与减少的磁性元件相比，总体来说成本降低了，并且减少了UPS的体积和重量，其重量是传统UPS的50%或更低，占地面积为原来的60%，不需要后面和侧面接线维修。另外，IGBT整流器极大地提高了UPS的输入指标，在很宽的负载范围内保持指标不变，并且其整体效率达到94%以上。可以说，这种技术密集型的设计是目前最受欢迎的新一代UPS结构，是将来的发展趋势。