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整流器的技術及特點分析

為了提高輸入電壓和頻率的范圍及延長電池壽命,POWERWARE UPS電源三相輸入采用了最新的三相二極管橋堆整流+IGBT升壓電路(BOOST升壓)。

由于IGBT的高速開關能力和簡單的電壓驅動方式,UPS整流器的輸入電壓范圍寬達:

三相: 294~484VAC(滿載)

215~484VAC(半載)

191~484VAC(輕載)

336~484VAC(滿載并具有滿充能力)

輸入頻率范圍45~55Hz,輸入功率因數大于0.96,輸入諧波電流小于28%(加輸入濾波器小于10%),是目前同功率UPS電源中輸入參數最好的。其性能明顯優越于傳統的可控硅整流器和后來的二極管橋堆+晶體管升壓電路。同時電路簡單,可靠性高。

逆變器技術

UPS電源采用了先進的IGBT逆變器,同時每相電路完全獨立,互不影響,我們稱這種逆變器為三相獨立的IGBT逆變器。

該逆變器的優點在于由于每相完全獨立,因此當負載為100%的不平衡負載時,其電壓差<1%,相位差<1度,具有100%的負載不平衡能力。該逆變器的IGBT開關頻率為16KHz,動態響應良好。同時由于采用了以電流反饋為主的控制方式,因此對負載的突加或短路保護能力強。

電池管理技術

眾所周知,電池在UPS電源系統中占有相當重要的地位,并且價格也昂貴。因此,對電池的充放電管理和電池狀態的監測就非常必要。

POWERWARE UPS中采用了兩個電池專家系統:

第一:ABM電池充放電管理系統;

第二:DC-Expert電池狀態檢測系統。

ABM(Advance Battery Management)電池充放電管理系統在充電過程中采用了三段循環充電方式:

①限流充電;②恒壓浮充;③停止充電。

這種充電方式的好處在于沒有讓電池永遠處于浮充狀態,減小了電池內部由于小浮充電流而造成的腐蝕。由于具有超寬的輸入電壓范圍使得UPS在電壓波動較大的環境下減少電池使用次數,因此這兩種因素結合起來,UPS在日常使用中電池壽命可延長50%以上。

DC-Expert直流專家系統主要用于檢測電池狀態,提前對電池故障進行報警提高UPS的運行可靠性。該檢測方式的兩個主要特點:

① 在電池的檢測過程中,整流器并沒有關斷,只是減小輸出的直流電壓使其低于電池電壓,防止電池故障造成逆變器停機。

② 在檢測過程中,逆變器由電池組和整流器同時供給能量,不管負載如何波動,電池組提供的功率保持恒定,使得電池的放電曲線準確,計算出來的電池數據精度高,誤差小于3%。

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