工頻機和高頻機的原理分析

　　工頻機和高頻機是按UPS的設(shè)計電路工作頻率來區(qū)分的。工頻機是以傳統(tǒng)的模擬電路原理設(shè)計，由晶閘管(SCR)整流器、IGBT逆變器、旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz，顧名思義叫工頻UPS。高頻機通常由IGBT高頻整流器、電池變換器、逆變器和旁路組成。IGBT可以通過操控加在門極的驅(qū)動來操控其開通與關(guān)斷，IGBT整流器開關(guān)頻率通常在幾千赫到幾十千赫，甚至高達上百千赫,遠遠高于工頻機，因此稱為高頻UPS。

　　在工頻UPS電路中，主路三相交流輸入經(jīng)過換相電感，接到三個SCR橋臂組成的整流器之后變換成直流電壓，通過操控整流橋SCR的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)輸出直流電壓值。由于SCR屬于半控器件，操控系統(tǒng)只能操控開通點，一旦SCR導(dǎo)通之后，即使門極驅(qū)動撤消也無法關(guān)斷，只有等到其電流為零之后才能自然關(guān)斷。所以其開通和關(guān)斷均是基于一個工頻周期，不存在高頻的開通和關(guān)斷操控。由于SCR整流器屬于降壓整流，所以直流母線電壓經(jīng)逆變輸出的交流電壓比輸入交流電壓低，要使輸出相電壓能夠得到恒定的220V電壓，就必須在逆變輸出增加升壓隔離變壓器。

　　相比而言，高頻UPS整流屬于升壓整流，其輸出直流母線的電壓比輸入線電壓的峰值高。一般典型值為800V左右，如果電池直接掛接母線，所需要的標(biāo)配電池節(jié)數(shù)需要67節(jié)，這樣給實際應(yīng)用帶來極大的限制。因此一般高頻UPS會單獨配置一個電池電壓變換器，市電正常的時候電池變換器把800V的母線電壓降到電池組電壓;市電故障或超限時,電池變換器把電池組電壓升高到800V的母線電壓。由于高頻機母線電壓為800V左右，所以逆變器輸出相電壓可以直接達到220V，逆變器之后就不再需要升壓變壓器。因此，有無隔離變壓器是工頻機與高頻機在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別。