三瑞蓄電池6FM33-X 6FM系列產品參數

三瑞蓄電池6FM33-X 6FM系列產品參數

UPS的節能控制與Udc-PWM控制（下下）

（中國航天二院北京100039）
　　
　　摘要：本文介紹了高頻UPS的一種SPWM節能控制的基本工作原理與控制方法；介紹了工頻UPS的一種Udc-PWM控制的基本工作原理喻控制方法。并對典電路進行了優點分析和比較。
　　

如果想進一步提高市電輸入功率因數，可以加入11次諧波濾波器，或采用如圖13所示的諧波注入電路，把12脈波整流成24脈波整流，這樣可以使市電輸入電流的THDI減小到11.16%或7.57%使市電輸入功率因數提高到

　　
　　　
　　為了把整流器對市電電壓波動的適應能力由±15%提高到±30%，采用了Udc-PWM控制法。為此把圖11（e）所示的六梯級階梯波改造成了如圖12所示，

中間帶縫的六梯級階梯波，其中小方波脈沖的寬度為，γ為調節度，用調節γ的辦法通過調節小方波脈沖的寬度來調節直流輸出電壓。整流器的Udc-PWM控制電路如圖14所示。

用12個鐘脈沖產生出12個載波三角波uc，用uc與直流控制電壓Udc進行比較，在Udc＞uc的部分產生出整流器開關管的PWM觸發信號Ug，將Ug與整流器原有的觸發信號一起送到門電路中，當原有的觸發信號與Ug同時為正時，就能產生出整流器各開關管的PWM觸發脈沖信號。直流控制電壓Udc是雙環控制電路中電流調節器的輸出直流電壓（這部分在圖中沒有畫出），如高頻整流器一樣，通過調節Udc的大小就可以調節整流器的直流輸出電壓，整流器的調節特性可以用下式表示：

　　
　　而且適應調節范圍也是足夠大。可以滿足對市電電壓波動的適應能力達到±30%的要求。并能保證使整流器的直流輸出電壓為800±3%以內。
　　
　　此外，由于在Udc-PWM控制的工頻整流器中，去掉了控制市電輸入電壓的SCR多相相控整流，取而代之的是通過控制市電輸入電流來調壓的Udc-PWM控制，因此空載損耗較小，PI點的比例比原來SCR相控工頻整流器要大，故整流效率受負載率的影響要小一些。
　　
　　這里還需要說明的一點是，雖然在Udc-PWM控制的工頻UPS中，沒有省略掉市電輸入整流變壓器，但它是一個一職多用途的變壓器，除了作為多相整流變壓器之外，還具有升壓與隔離功能。對于一些要求負載與市電電源隔離的UPS用戶，這種用Udc-PWM控制的工頻整流器式UPS是蕞適合的。
　　
　　10 結束語
　　
　　通過本文對高頻UPS與工頻UPS優缺點的分析可以得到如下的結論：節能控制與Udc-PWM控制提高了UPS的性能。
　　
　　(1)高頻UPS諸多優點產生的根本原是由于采用了SPWMBoostPFC節能控制造成的；工頻UPS諸多缺點產生的根本原因，是由于采用了SCR多相相控方式造成的。這說明UPS的性能主要取決與它所采用的控制方式，而與主電路的型式關系不大。
　　
　　(2)把高頻UPS的SPWM控制方式，創造性地應用到工頻UPS的控制上，也同樣可以提高UPS的諸多性能。
　　
　　(3)采用SPWMBoostPFC節能控制的高頻整流式UPS，與采用Udc-PWM控制的工頻整流器式UPS的性能比較如表6所示。

可知它們基本處在相同的水平上。高頻UPS今后要解決的主要問題是開關損耗；工頻UPS今后要解決的主要問題是市電輸入電流的THDI。兩者各具特點，可以相互促進交替發展。
　　
　　(4)SPWMBoostPFC高頻整流器的開關損耗（開關頻率fs=20kHz）是Udc-PWM工頻整流器（12脈波工頻整流器）開關損耗的倍，即是采用了節能控制，它的開關損耗也要比Udc-PWM工頻UPS大16.6倍，高出的開關損耗足以可以抵消掉采用大功率整流變壓器所帶來損耗，因此兩種UPS的總效率是大致相等的。
　　
　　(5)Udc-PWM工頻整流器的THDI的降低，是用增加整流器的相數來實現的，高頻整流器的THDI的減小，是用高頻化來實現的。增加開關頻率要比增加整流相數容易的多，但增加開頻率所引起的開關損耗的增加要比增加整流相數引起的開關損耗要大33.4倍，這就說明高頻整流器THDI較小的優點是用增加開關損耗的缺點為代價換來的。因此UPS的THDI（或市電輸入功率因數）與整流效率兩項指標是一對矛盾，必須統籌考慮，不可只偏面地追求某一項指標，例如THDI小時效率也會下降。
　　
　　⑥工頻UPS與高頻UPS從歷*來看就是相互促進交替發展的，它們的性能水平取決于當時電力電子技術，其中特別是控制技術的發展對哪一種UPS更有利而定，不只是取決于UPS電路的結構型式。
　　
　　參考文獻
　　
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