如何实现大功率UPS的无变压器设计?
时间:01-22
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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。
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