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如何理解UPS電源技術和UPS電源技術的更替與進步 |
| 【發表時間：2014/1/11】 【閱讀次數：3583】 |
| “技術”一詞往往與拓撲和模塊化有所重疊，但在本文中，其意義僅限于描述包含硬件和軟件的UPS電源構成組塊。 開關技術：IGBT取代SCR(可控硅) 大型固態（“靜態”）UPS電源系統的工作是進行交流電（AC）與直流電（DC）之間的相互轉換。 這種電力轉換過程的一個內容就是快速的開關切換，由于開關固有的電阻，這將導致開關上產生 熱量形式的功率損耗。實際上，即使在開關開路時，也總會有因漏電流造成的少量熱損耗。這就 與繩子（電流）經過人的手（開關）快速拉動時的發熱情況可以類比。繩子張緊（開關閉合）時 發熱，而當繩子放松（開關斷開）時，產生的熱量就非常少。 最初，開關過程由具備大功率/高電壓開關能力的可控硅整流器（SCR）來實現。可控硅（SCR） 在1990 年代中期之前是標準的UPS電源組件，至今仍在某些較老的設計中使用。其價格相對低廉，而且易于設計，但卻有嚴重的缺點，其中糟糕的就是往往會以“短路”失效，即在UPS電源的關 鍵點直流母線上造成短路。必須加裝保護電路和裝置以防止直流母線進入這種故障模式，繼而導 致更多組件故障。SCR導通容易（對柵施加1-2 V信號即可）但截止較難（必須有一個反向偏置電壓尖峰）。晶體管沒有此問題，其導通和截止所需功率較小。基本上當存在選通信號時，它們為“通”，當沒有選通信號時即為“斷”。但直到1990 年代中期，它們的電流處理能力一直有限。這一問題在絕緣柵雙極晶體管（IGBT）被引入后得到了解決。能夠實現更高速度并處理更大功率的IGBT使功率轉換過程得以采用“高頻脈寬調制（PWM）”模式工作。高頻PWM可以減小所需濾波組件的規格，從而可進一步實現效率提升。 控制：DSP(數字信號處理)取代模擬方式 當今許多制造商正在由模擬控制轉向數字信號處理（DSP）控制。這種轉變類同于從采用齒輪和指針的傳統手表到采用電池和液晶顯示屏（LCD）的數字手表的轉變。DSP控制的智能性要高得多，可以在高得多的速率下運行，由此可以做出有助于提高效率的多得多的決策。DSP控制也可以使組件數量比模擬電路要少。 更高級的DSP控制可以通過智能自適應開關來提高效率，在這種方式中，高頻主功率開關可以在可能造成損耗的開關轉變更少的條件下保持輸出電壓精度。對于較輕的負載，采用DSP使開關轉變減少的量高可達50%，由此可實現顯著的效率改進。此外，DSP控制比其前代控制方式需要的功率少得多，由此可實現空載損耗的實質性減少。 IGBT和DSP技術是重大的技術進步，它們已經使最近幾代的UPS電源產品的效率得到了提高。 |
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