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齐兴百年
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楼主
2017-09-01 09:43 0 0 只看楼主
电梯直达 

UPS电池逆变桥臂输出电压的设计会影响到逆变部分的效率,首先是在同样的半导体器件条件下,逆变桥臂的输出电压越低,相同功率下的UPS电池输出电流越大,通态损耗就越大。
 

    考虑一个简单的示例,假设UPS电池直流母线电压是Uin,输出相电压电压有效值是Uo,那么逆变桥臂的占空比在一个市电周期内的变化曲线是
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  从中可以看到,当设定的桥臂输出电压一定时,BUS电压越高,则IGBT电流平均值越小,而二极管电流平均值越大,两者之和是固定的。因此在桥臂输出电压固定时BUS电压的变化对通态损耗的影响并不是太大。

但是另一方面,可以看到,设定的桥臂输出电压越低,对应于IGBT和二极管的电流就越大,说明通态损耗就也越大。
   作一个简单的示例,假设一台40kVAUPS,负载功率因数为0.9,桥臂输出电压设定在380V,那么对于高频机型UPS来说,其中IGBT的平均电流Iigbt与二极管平均电流IdiodeBUS电压变化的曲线所示。对于工频UPS来说,根据电池节数选取的不同,逆变桥臂输出的电压就会在208V260V之间。208V260V之间。
出电压下的平均电流,桥臂输出电压设定的越低,在IGBT和二极管上的电流也就越大,这就意味着使用相同半导体器件时通态损耗也越大。
即使是电流最小的260V输出的情况,其IGBT平均电流也有30A,比高频UPS高出50%,而208V的设计IGBT平均电流要比高频UPS高出75%,二极管电流高出100%。再考虑到IGBT和二极管随着电流的增大,饱和导通压降也会增加,这就意味着实际的通态损耗高出的比例要比电流高出的比例更高。
   在这里有一点要指出,由于高频机型UPS的直流母线电压设定在700V800V,所以逆变桥臂需要选择1200V的器件。对于工频UPS,则存在不同的情况。假如在输入端使用了SCR导通角控制,那么可以把直流母线电压控制到500V或者450V以下,这样就可以使用600V的器件。
如果不使用这种方法,那么直流母线电压会在600V300V之间进行变化,那就必须考虑到在输入电压比较高的情况下直流母线电压会达到600V左右的的情况,IGBT模块就不能使用600V的器件,还是要选择1200V的为好。
SCR导通角控制的缺陷在于会在输入端对市电产生非常严重的干扰,在很多场合下都会被禁止使用。在这里对逆变器的比较中考虑的是输入采用不控整流的情况。IGBT模块的IGBTDiode的导通压降损耗情况。

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