使用高頻變壓器耦合的UPS變換電路
發(fā)布時(shí)間:2019-07-13 17:15:17來源:
由整流和逆變電路組成的UPS變換電路是UPS中的關(guān)鍵組成部分。根據(jù)其所采用的功率電子器件和UPS不同的用途,變換電路的種類有很多,可以適應(yīng)不同的電壓、頻率和負(fù)載性質(zhì)的要求。若用于感性負(fù)載,UPS的變換電路既要考慮到輸出交流又要考慮到負(fù)載反饋儲(chǔ)能的問題。這就要求能量能在四個(gè)象限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳輸。
2電路的工作原理高頻耦合UPS的變換電路如所示。
為整流環(huán)節(jié),將市電整流成直流電壓va. 1?丁2為逆變環(huán)節(jié),輸出20kHz交流電壓,其脈寬由Va和三角波比較來調(diào)制,如(a)所示。
在脈沖間隔期間將T3導(dǎo)通,使變壓器T一次側(cè)短路,電壓為零,此時(shí)磁通暫不變化,能量也暫不釋放。高頻變壓器一、二次電壓功,的波形如(b)所示。
正半周期將高頻正弦波形整流成正方向電壓在負(fù)半周期時(shí),整流成負(fù)方向的電壓,如(c)所7T;。
比較后經(jīng)14一。與(:3高頻濾波器濾波,將20kHz開關(guān)頻率的諧波濾除后,輸出50Hz正弦交流電壓,如(d)所示。
不間斷電源波形電路的運(yùn)行負(fù)載為感性時(shí),循環(huán)變流器一方面將高頻交流變換成50Hz交流,一方面又在部分時(shí)間里將負(fù)載側(cè)的儲(chǔ)能反饋至變壓器,即能在四個(gè)象限里運(yùn)行。如(e)所示,滯后于的感性負(fù)載電流z在圖中期間(第I象限)為正,i.為正,電流可經(jīng)1,1,2流出,輸出功率。,一〖1期間(第11象限)。為正,1+.為負(fù),電流可經(jīng)Dw,T4,D流人,負(fù)載向變壓器反饋儲(chǔ)能。第n、IV象限情況類似。
4換向由于電流連續(xù),t4,t5必須有一個(gè)短時(shí)共態(tài)導(dǎo)通時(shí)間A這段時(shí)間內(nèi)一個(gè)晶體管電流減小,另一個(gè)晶體管電流增大,進(jìn)行換流。此時(shí),變壓器的電流和磁勢(shì)要進(jìn)行換向。
在第I、in象限電路處于整流狀態(tài)時(shí),電源電壓較高的一相開始導(dǎo)通后,電源電壓使該相電流逐漸增大,迫使原來導(dǎo)通的一相電流減小直至零值。在第n、iv象限電路處于逆變狀態(tài)時(shí),換向過程與整流狀態(tài)時(shí)相同,但為了獲得較大的負(fù)電壓,逆變控制時(shí)間/3應(yīng)盡量減小到接近于換流時(shí)間y.若fy,在變壓器電動(dòng)勢(shì)不等于零的時(shí)期內(nèi)不能完成電流換向,只能等到晶體管關(guān)斷時(shí)自換向,迫使另一管子電流增大到Z+在自換向電流迅速減小的過程中,變壓器漏感將產(chǎn)生較大的尖峰電壓,使過電壓吸收電路功耗增大。為了使電流能平滑換流,T4、T5兩管的共態(tài)導(dǎo)通時(shí)間應(yīng)與換流時(shí)間y相近,而及L5的漏感較變壓器的漏感大得多,亦可使尖峰電流減小。
5結(jié)語此電路輸出功率為200W,效率為70%,正弦波的諧波含量小于5%,輸出電壓穩(wěn)定度約為2%.