深入剖析UPS电源整流器的工作原理

2014-03-22 11:33

　　OFweek电源网：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。

　　一、输入配电系统

　　在数据中心的UPS供电系统中，输入电路一个最重要的指标就是输入功率因数。输入功率因数低会造成成下面的不利影响：

　　(1) 导致输入供电线路上各环节的早期老画

　　输入功率因数低的原因是输入谐波电流成分含量大，谐波电流经过输入电缆时，使电缆产生附加发热量，导致电缆外皮材料长期发热、变软、变脆、变酥、变碎;谐波电流经过输入断路器(开关)时，开关出点由于长期发热而导致接触不良，一个正反馈的效应是开关过早时效;谐波电流经过输入保险丝时，由于长期的附加发热而导致熔丝变软、下垂(使整个保险丝粗细变得不均与)、自然断裂而引起断电。

　　(2) 不能充分利用输入功率

　　由于输入功率中含有大量的无功分量，有功功率被吸收，无功功率在电缆中往复流动，使正常的有效电流通道变窄，由于线路的“拥挤”而使单位截面积伤的电流密度加大，功耗加大。根据欧姆定律。导线上的功耗P为

　　P=I2R

　　由上式可以看出，线路上的功耗和电流I的平方值成正比，与导线的电阻R成正比，而发热量又是功耗P和时间T的函数，即

　　Q=0.24Pt

　　这样一个长期效应造成了电力的浪费。

　　(3) 对供电电网产生干扰

　　输入电路是可控硅(闸流管)整流器时，由于可控硅的开启往往伴随着高压电和大电流，不但破坏了输入电压波形，而且还形成很强的传到干扰和辐射干扰，应系那个了同一线路上其他用电设备的正常运行。

　　(4) 使前置发电机的装机功率成几倍增大

　　输入功率因数低(一般未经补偿的值为功率用单相二极管整流器的0.6，较大功率用三相可控硅全波整流——6脉冲整流的0.8)，可导致前置发电机的装机功率至少3倍于UPS的额定功率。

　　二、工频整流器与高频整流器

　　由前面的讨论可以看出，UPS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。