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采用突波吸收電容減小UPS直流總線電壓

作者： 時(shí)間：2012-03-11 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
　眾所周知，逆變器是UPS的核心部分，逆變器的性能決定了UPS的輸出性能指標(biāo)。在一個(gè)由整流器、逆變器、充電器等組成的UPS中（如圖1），逆變器不但要承受來自負(fù)載的沖擊，還要隨時(shí)對(duì)直流總線電壓的波動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證明，直流總線電壓的異常波動(dòng)和負(fù)載的沖擊是造成逆變器故障的主要原因。在UPS實(shí)際運(yùn)用過程中，負(fù)載的沖擊不可避免，而穩(wěn)定直流總線電壓、減小直流總線電壓的紋波卻是可以做到的。


圖1　UPS結(jié)構(gòu)框圖

　　直流總線電壓的紋波主要由整流輸入電壓的波動(dòng)和逆變器IGBT開關(guān)的反沖電壓回饋至直流總線形成。如果紋波過大，就會(huì)造成整流濾波電容溫升過高，壽命縮短，同時(shí)加大了逆變器PWM調(diào)節(jié)頻繁程度，容易造成控制電路不穩(wěn)定而導(dǎo)致故障發(fā)生。由于直流總線直接和外部電池連接，過高的直流總線紋波電壓還會(huì)成為EMI干擾源。
　　在整流器輸出端減小市電造成的50Hz電壓紋波主要采用大容量的鋁電解電容器并聯(lián)，而對(duì)于逆變器高頻開關(guān)反沖電壓形成的電壓紋波則要尋求新的途徑來解決。如圖2是一個(gè)20KVAUPS的橋式整流濾波電路和逆變電路，其中直流總線上的濾波電容由六個(gè)2200μF/600WV的電解電容并聯(lián)組成。逆變電路的PWM頻率為20KHz，在每個(gè)IGBT模塊上安裝了如圖3所示的RCD吸收回路。在該UPS帶載16KW達(dá)到30分鐘情況下，測(cè)得的直流總線電壓波形如圖4所示，直流總線電壓紋波的峰峰值達(dá)到 120V，吸收回路上的電阻R溫度達(dá)到95°C,溫升變化為2.5°C/分鐘。如果去掉吸收 回路上的電阻R，則由于直流總線上的紋波依然存在，IGBT關(guān)斷后的反沖電壓將沿吸收回路上的D和C泄放，造成D溫升過快損壞，甚至使IGBT損壞。因此直流總線電壓紋波過大還影響到了吸收回路的正常工作。
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