微软公司宣布不再支持你正在使用的 IE浏览器,这会严重影响浏览网页,请使用微软最新的Edge浏览器
您好, 登录| 注册|
子站:
产品/技术
应用分类

工程师为你讲解:使用高频变压器耦合的UPS变换电路

2013-06-14 11:45 来源:电源网 编辑:兔子

由整流和逆变电路组成的UPS变换电路是UPS中的关键组成部分。根据其所采用的功率电子器件和UPS不同的用途,变换电路有很多种类,以适应不同的电压、频率和负载性质的要求。若用于感性负载,UPS的变换电路既要考虑到输出交流又要考虑到负载反馈储能的问题。这就要求能量能在四个象限范围内实现传输。

电路的工作原理

高频耦合UPS的变换电路如图1所示。

1

图1  变换电路

① D1~D4为整流环节,将市电整流成直流电压Va。

② T1~T2为逆变环节,输出20kHz交流电压,其脉宽由Va和三角波VS比较来调制,如图2(a)所示。

③ 在脉冲间隔期间将T3导通,使变压器T一次侧短路,电压为零,此时磁通暂不变化,能量也暂不释放。高频变压器一、二次电压v1、v2的波形如图2(b)所示。

④ T4、T5及D9~D16构成循环变流器。T4、T5轮流导通,在正半周期将高频正弦波形整流成正方向电压vA;在负半周期时,整流成负方向的电压vB,如图2(c)所示。

⑤ 最后经L4~L5与C3高频滤波器滤波,将20kHz开关频率的谐波滤除后,输出50Hz正弦交流电压vc,如图2(d)所示



2

图2 波形图

电路的运行

负载为感性时,循环变流器一方面将高频交流变换成50Hz交流,一方面又在部分时间里将负载侧的储能反馈至变压器,即能在四个象限里运行。如图2(e)所示滞后于v0的感性负载电流i0。在图中t1~t2期间(第Ⅰ象限 )v0为正,i0为正,电流可经D9、T4、D12流出,输出功率。t0~t1期间(第Ⅱ象限)v0为正,i0为负,电流可经D10、T4、D11流入,负载向变压器反馈储能。第Ⅲ、Ⅳ象限情况类似。

换向

由于电流连续,T4、T5必须有一个短时共态导通时间△,这段时间内一个晶体管电流减小,另一个晶体管电流增大,进行换流。此时,变压器的电流和磁势要进行换向。

在第Ⅰ、Ⅲ象限电路处于整流状态时,电源电压较高的一相开始导通后,电源电压使该相电流逐渐增大,迫使原来导通的一相电流减小直至零值。在第Ⅱ、Ⅳ象限电路处于逆变状态时,换向过程与整流状态时相同,但为了获得较大的负电压,逆变控制时间β应尽量减小到接近于换流时间γ。若β<γ,在变压器电动势e2不等于零的时期内不能完成电流换向,只能等到晶体管关断时自换向,迫使另一管子电流增大到i0。在自换向电流迅速减小的过程中,变压器漏感将产生较大的尖峰电压,使过电压吸收电路功耗增大。为了使电流能平滑换流,T4、T5两管的共态导通时间△应与换流时间γ相近,而L4及L5的漏感较变压器的漏感大得多,亦可使尖峰电流减小。


结论

此电路输出功率为200W,效率为70%,正弦波的谐波含量小于5%,输出电压稳定度约为2%。

参考文献:

1. 张承志 《不间断供电系统》机械工业出版社

2. 苏开才 《功率电子技术》国防工业出版社

声明:本内容为作者独立观点,不代表电源网。本网站原创内容,如需转载,请注明出处;本网站转载的内容(文章、图片、视频)等资料版权归原作者所有。如我们采用了您不宜公开的文章或图片,未能及时和您确认,避免给双方造成不必要的经济损失,请电邮联系我们,以便迅速采取适当处理措施;欢迎投稿,邮箱∶editor@netbroad.com。

相关阅读

微信关注
技术专题 更多>>
元器件选型操作实用手册
优秀硬件工程师必学嵌入式干货

头条推荐

电子行业原创技术内容推荐
客服热线
服务时间:周一至周五9:00-18:00
微信关注
免费技术研讨会
获取一手干货分享

互联网违法不良信息举报

Reporting Internet Illegal and Bad Information
editor@netbroad.com
400-003-2006