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友聯蓄電池應用於UPS電源中的特點

來源:友聯蓄電池 發布時間:2017-09-04 10:55:29 瀏覽次數:

 設備的可靠性與多種因素有關,包括電路研製定型水平、技術人員技術水平和經驗、器件選用差別、生產工藝水平、質量管理流程等。電路結構變化有個技術成熟的過程,當然還包括所選用的器件性能和可靠性對新電路結構的適應能力。所以說電路結構的變化對設備可靠性是有影響的,影響大小最終取決於電路技術成熟程度和器件水平這兩個因素。
  
  1、技術成熟是毋庸置疑
  
  無變壓器UPS采用的新技術主要有兩點:一是AC/DC高頻整流(PFC)技術;二是輸出半橋逆變技術。這兩項技術產生由來已久,已成為電力電子設備的經典技術,應用也非常廣泛,所以技術成熟程度是毋庸置疑的。雖然把這兩項技術集成起來用於無變壓器UPS中僅是最近十年的事情,因電路定型水平和參數選擇的差異也可能存在設備可靠性問題,但出現可靠性的根本原因卻不是電路結構和新技術的應用造成的。
  
  2、當前器件性能水平完全能夠滿足新電路結構提出的更高要求
  
  在無變壓器UPS中,對器件性能要求高的環節主要是半橋式逆變器,而關鍵的參數又是功率開關器件IGBT的耐壓(UCES)和輸出電流(有效值和峰值)能力,IGBT的輸出能力完全可以滿足400~500kVA的大功率無輸出變壓器UPS。
  
  值得注意的是,在無變壓器UPS的半橋逆變電路中,輸出電壓是由±400V直流母線電壓直接形成的,輸入電流有效值等於輸出電流有效值。而傳統的帶變壓器UPS是通過輸出變壓器升壓形成的,在升壓比為1:1.9或1:1.78時,同時考慮三角形/星形接法輸出電流有效值是輸入有效值的1.73倍,所以全橋逆變器輸入電流有效值是輸出電流有效值的1.9/1.73=1.1(或1.78/1.73=1.03)倍。數據說明,對同樣輸出功率的UPS,無輸出變壓器UPS對IGBT的電流輸出能力的要求並不比傳統的帶輸出變壓器UPS高。也就是說,從IGBT地電流輸出能力來看,能做多大功率的帶輸出變壓器UPS,就可以做多大輸出功率的無輸出變壓器UPS
  
  與帶輸出變壓器UPS相比,無輸出變壓器UPS的逆變器對IGBT的耐壓提出了更高的要求。在帶輸出變壓器UPS的全橋逆變器中,IGBT的耐壓就是直流母線電壓,一般為400多伏,而在無輸出變壓器UPS地輸出半橋逆變器中,直流母線電壓是±400V,要求IGBT的耐壓要大於800V。雖然當前的器件耐壓1200V已不成問題,但此要求不僅僅是靜態耐壓問題,更嚴重的是IGBT地開關電壓變化率(du/dt)和開關損耗問題,因而這是電路設計和器件選擇時必須重視和解決的問題。
  
  3、輸出隔直流問題
  
  由於控製環節故障使一個IGBT連續導通時,或在一個IGBT或二極管短路的情況下,400V直流母線電壓會直接輸出到負載端(此時電感變成阻抗很小地導線)。單相負載輸入整流後地直流母線額定電壓是311V,考慮負載允許輸入地+15%地上限,直流母線額定電壓是357V,並聯在整流電路輸出端地濾波電容耐壓通常是400V。當UPS發生這種故障時輸出直流電壓會接近400V,濾波電容和DC/DC變換器都會因輸入電壓過高而受到影響。
  
  出現這種情況在理論上是有可能的。然而,如果出現這一危險情況,即使缺少了專門的直流分量檢測電路(例如,檢測電路故障或參數漂移等),也可以根據從另一個IGBT收到的驅動信號得知,直流電壓可能發生短路,從而立即終止逆變器的工作,同時斷開逆變器與後麵負載的連接。通常逆變器的輸出端配備有一個靜態旁路開關,它可在逆變器停止工作時迅速將負載切換到旁路市電供電,以保證負載供電的持續進行。逆變器保護和轉旁路供電地動作時間很短,可在輸出電壓上升過程中完成,因而不會對負載安全造成影響。在大量設備的實際運行中,這種故障幾乎沒有出現過。
  
  4、無輸出變壓器UPS的可靠性指標
  
  如果不知道平均故障間隔時間MTBF,或者廠商提供的MTBF數據不可信的話,那麽可用UPS的效率和輸出能力各項指標來衡量其可靠性,這些指標包括整機工作效率、輸出過載能力、輸出電流峰值係數、啟動負載時輸出電流浪湧係數和負載功率因數等。
  
  無輸出變壓器UPS的輸出能力和可靠性指標與傳統帶輸出變壓器UPS一樣,都達到了很高的水平。可靠性已不再是無輸出變壓器UPS設備的關鍵問題。