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浅谈高频机UPS输出变压器

浅谈高频机UPS输出变压器

点击数:7532 次   录入时间:03-04 11:49:50   整理:http://www.55dianzi.com   电工基础

UPS已朝高频化发展,因为高频化结构的UPS具有很多优点,比如它比目前所谓高频机结构UPS的效率高、体积小、输入功率因数高、允许输入电压变化范围大、不需要输出隔离变压器和价格低等,是当前信息中心机房节能高效的理想选择。但由于高频机结构UPS相对于高频机UPS而言,制造困难,对制造工艺、生产手段要求较高,一般手工方式很难实现规模化和一致性。

  因此,也就推迟了高频机UPS的“退休”时间,再加之高频机UPS不论对一般生产者还是一些用户而言都有些恋恋不舍。以手工为主要生产方式的厂家一时还很难上规模,再加之这两方面个别的也存在一些误解,使高频机UPS不能顺利代之以高频机UPS。比如对输出隔离变压器的误解就是一个例子。由于高频机结构UPS取消了用漆包线绕在矽钢片铁心上这种方式的隔离变压器,而高频机UPS就没取消,反而成了高频机结构UPS的优点。这就引出了好多不能取消这个变压器的说法,比如说这个变压器:

  *可以在逆变器故障时切断直流电压到负载的通路,防止负载损坏,

  *可以抗干扰,

  *可以缓冲负载端的短路和突然变化,

  *可以提高UPS的可靠性,

  *可以耐电网电压的大范围变化,

  二、高频机结构全桥逆变器UPS输出变压器的必要性

  高频机UPS输出变压器的功能

  在上个世纪七十年代,由于半导体器件的水平和品种所限,比如通流能力小和耐压能力差,不得不在输入端加一个降压变压器,经逆变器后再把电压升上去。这种早期的高频机UPS输入端是降压变压器,输出端是升压变压器;另一个特点是输入整流器和后面的逆变器都工作在工业频率,即50Hz(或60Hz)。在一些中小功率UPS中,输入整流器和充电器是分开的。这主要是因为在这些UPS中的输入整流器都是采用的没有任何调整能力的整流二极管,而电池电压的电平必须是稳定的,需要严格控制的,所以一般需另设具稳压功能的充电器电路。

  在小功率中,早期的充电器一般用一个稳压块,到后来才采用了PWM开关电源,提高了充电速度和充电效率。由于中小功率UPS中采用的电池电压很低,所以输出还要加升压变压器。后来由于器件的发展才取消了输入降压变压器,成了今天的样子。

  UPS变压器能提高UPS系统的可靠性和稳定性吗?

  包括UPS在内的电子设备最容易出故障的主要因素是高温。在高温下,器件的漏电流增大、耐压降低。据有阿累纽斯定律介绍,当环境温度在25?C的基础上,每上升10?C,元器件或设备的寿命就减半。当温度按照10?C的算术梯度上升时,元器件或设备的寿命就会按照1/(n=1,2,3…)的几何级数规律递减。而机内的温升来自机内各个电路环节的功耗,变压器是其中之一,如果没有变压器就可以少去这部分功耗。所以从这个意义上说,由于变压器的存在,在一定程度上降低了系统的可靠性。


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