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(shí),同時(shí)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(duì)同樣輸出功率的UPS,無輸出變壓器UPS對(duì)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(duì)IGBT的耐壓提出了較高的要求。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(dāng)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?jiǎn)栴},較嚴(yán)重的是IGBT地開關(guān)電壓變化率(du/dt)和開關(guān)損耗問題,因而這是電路設(shè)計(jì)和器件選擇時(shí)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(gè)IGBT連續(xù)導(dǎo)通時(shí),或在一個(gè)IGBT或二極管短路的情況下,400V直流母線電壓會(huì)直接輸出到負(fù)載端(此時(shí)電感變成阻抗很小地導(dǎo)線)。單相負(fù)載輸入整流后地直流母線額定電壓是311V,考慮負(fù)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(dāng)UPS發(fā)生這種故障時(shí)輸出直流電壓會(huì)接近400V,濾波電容和DC/DC變換器都會(huì)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(xiǎn)情況,即使缺少了專門的直流分量檢測(cè)電路(例如,檢測(cè)電路故障或參數(shù)漂移等),也可以根據(jù)從另一個(gè)IGBT收到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(shí)斷開逆變器與后面負(fù)載的連接。通常逆變器的輸出端配備有一個(gè)靜態(tài)旁路開關(guān),它可在逆變器停止工作時(shí)迅速將負(fù)載切換到旁路市電供電,以保證負(fù)載供電的持續(xù)進(jìn)行。逆變器保護(hù)和轉(zhuǎn)旁路供電地動(dòng)作時(shí)間很短,可在輸出電壓上升過程中完成,因而不會(huì)對(duì)負(fù)載造成影響。在大量設(shè)備的實(shí)際運(yùn)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(biāo)
如果不知道平均故障間隔時(shí)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(xiàng)指標(biāo)來衡量其可靠性,這些指標(biāo)包括整機(jī)工作效率、輸出過載能力、輸出電流峰值系數(shù)、啟動(dòng)負(fù)載時(shí)輸出電流浪涌系數(shù)和負(fù)載功率因數(shù)等。
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