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简单论述提高大型UPS电源工作效率的各种突破性方法 |
| 【发表时间：2014/1/11】 【阅读次数：4522】 |
| 为提高山特UPS电源 效率，制造商可以降低三种显著的损耗，即：空载损耗、比例损耗以及平方损耗。为此，制造商有三个可以自行决定的要点：技术、拓扑和模块化。理解了这些因素如何影响效率后，负责选定设备的工程师们可以更好地辨识出将显著降低其电气运行成本的UPS电源 系统。 技术 “技术”一词往往与拓扑和模块化有所重叠，但在本文中，其意义仅限于描述包含硬件和软件的UPS电源 构成组块。 开关技术：IGBT 取代SCR(可控硅)大型固态（“静态”）UPS电源 系统的工作是进行交流电（AC）与直流电（DC）之间的相互转换。这种电力转换过程的一个内容就是快速的开关切换，由于开关固有的电阻，这将导致开关上产生热量形式的功率损耗。实际上，即使在开关开路时，也总会有因漏电流造成的少量热损耗。这就与绳子（电流）经过人的手（开关）快速拉动时的发热情况可以类比。绳子张紧（开关闭合）时发热，而当绳子放松（开关断开）时，产生的热量就非常少。最初，开关过程由具备大功率/高电压开关能力的可控硅整流器（SCR）来实现。可控硅（SCR）在1990 年代中期之前是标准的UPS电源 组件，至今仍在某些较老的设计中使用。其价格相对低廉，而且易于设计，但却有严重的缺点，其中最糟糕的就是往往会以“短路”失效，即在UPS电源 的最关键点直流母线上造成短路。必须加装保护路和装置以防止直流母线进入这种故障模式，继而导致更多组件故障。SCR 导通容易（对栅施加1-2 V 信号即可）但截止较难（必须有一个反向偏置电压尖峰）。晶体管没有此问题，其导通和截止所需功率较小。基本上当存在选通信号时，它们为“通”，当没有选通信号时即为“断”。但直到1990 年代中期，它们的电流处理能力一直有限。这一问题在绝缘栅双极晶体管（IGBT）被引入后得到了解决。能够实现更高速度并处理更大功率的IGBT 使功率转换过程得以采用“高频脉宽调制（PWM）”模式工作。高频PWM 可以减小所需滤波组件的规格，从而可进一步实现效率提升。 控制：DSP(数字信号处理)取代模拟方式 当今许多制造商正在由模拟控制转向数字信号处理（DSP）控制。这种转变类同于从采用齿轮和指针的传统手表到采用电池和液晶显示屏（LCD）的数字手表的转变。DSP 控制的智能性要高得多，可以在高得多的速率下运行，由此可以做出有助于提高效率的多得多的决策。DSP 控制也可以使组件数量比模拟电路要少。 更高级的DSP 控制可以通过智能自适应开关来提高效率，在这种方式中，高频主功率开关可以 在可能造成损耗的开关转变更少的条件下保持输出电压精度。对于较轻的负载，采用DSP 使开关转变减少的量最高达50%，由此可实现显著的效率改进。此外，DSP 控制比其前代控制方式需要的功率少得多，由此可实现空载损耗的实质性减少。 IGBT 和DSP 技术是重大的技术进步，它们已经使最近几代的UPS电源 产品的效率得到了提高。长沙UPS电源-长沙正飞天洋机电工程有限公司 |
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