伊顿电源工频整流器与高频整流器工作原理
由前面的讨论可以看出,伊顿UPS电源输入功率因数低的主要原因在于输入部分的电路结构和工作方式。现代的整流充电器分降压型和升压型两种,降压型主要用于UPS电池组电压低于输入交流峰值电压一定值的情况,而升压型主要用于UPS电池组电压高于输入交流峰值电压的情况。
1.工频降压整流器
降压整流器有工频和高频之分,而工频又有稳压和不稳压之分。下面以伊顿UPS中应用广的稳压工频电路为例进行讨论。一般采用三相整流,是因为三相整流的脉动系数和纹波系数都低。一个三相可控硅全桥整流电路中用了6只可控硅整流器,需要6个脉冲进行分别控制,也俗称其为6脉冲整流。三相全桥整流电路是按线电压工作的,在市电为额定值380V/220V时的高整数流出电压可达到
UDC=380V×√2=537V
一般伊顿电池组额定电压为12V×32只=384V的浮充电压(约438V)已足够了。由于这种电路是按照市电的频率(所谓工频)节奏而工作的,成为工频整流器。由于可控硅的电流容量和耐压都可以做的很高,因此它在中大功率传统双变换UPS中得到了广泛的应用。又由于这种电路整流器件的开启(相位)是可控的,因此它就具有了输出稳压的功能。但这个输出稳压的功能不能作为输入市电大范围变化的根据,原因是可控硅存在着在一定条件下失控的隐患。
例如,一个伊顿电池组额定电压为384V,在正常情况下的浮充电压低于440V,如果认为及时是电线电压额定值Un上升到135%Un时也可保证整流电压低于450V,就可把这时的输入电压(135%Un)作为改UPS的优点提供给用户,就会给用户的使用埋下隐患。当然,按照相控原理,即使输入市电电压上升到150%Un,在正常情况下也可使电池浮充电压稳定在440V以下,但万一在135%Un时可控硅失控,这时可控硅整流器就变成了普通二极管整流器,此时的输出整流电压UDC就变成了
UDC=380V×1.35×√2=725V
这时就出现了两个危险情况:一种情况是,整流器后面的滤波电容是否可耐此高压,否则必炸无疑;另一种情况是,原来12V一节的电池,现在变为每节电压UB=725/32=2.6V,这就意味着电池也因此而报废!甚至还会带来其他的危险,如因电池炸裂而喷出的硫酸伤人和伤物。
另一方面,由于6脉冲整流电路的工作是脉冲式的,对市电输入电压博兴的破坏作用非常显著,使输入电流谐波成分达到30%以上,输入功率因数仅为0.8左右,为了实现“绿色”电源的目标,还必须进行功率因数校正。
采用普通二极管的整流器就不具备稳压功能,它一般用于小功率伊顿电源电路中,充电器另外设置。
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