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市电经过二极管整流器整流成半波脉动波,如图4(b)从上而下第三个波形所示。该半波首先被电子变压器的电子开关高频切割,如图图4(b)上图所示:当开关S闭合时,电流从市电经整流器 电感L 开关S流回市电,这时在电感L中储能。由于S导通时整个电压几乎都降在了L上,bc处于短路状态,所以二极管VD是反偏压,不导通,因此输入带来的任何干扰也不能传递过去。开关S断开时,在电感L内激起反电势
其极性是a-b+,反电势幅度的大小取决于L,而且此时的反电势e和整流电压此时的瞬时值相加,形成更高的幅度,如4(b)从上而下第二、三个波形所示,这时VD导通给电容器C1、C2充电。S再一次导通又重复上述过程。一般这种开关的重复频率在20kHz以上。
该电子变压器的工作主要做了三件事:
(1)提高逆变器输入电压幅度
该变压器使逆变器输入端直流电压达到220V正弦交流有效值电压缝制电压的幅度要求,使取消电磁升压变压器成为可能。
(2)使输入功率因数接近于1
一般工频机UPS所以输入功率因数低,其主要原因就是整流脉冲电压集中的一个很小的范围,电流的等效相位与电压出现了较大的差距。从4(b)中波形可以看出,其整流电流均匀分布在整个电压宽度上,其电流等效相位几乎与电压重合,所以输入功率因数高。
(3)双向抗干扰
从工作原理已经看出,在开关S闭合时,bc处于短路状态,输入端的任何干扰都被屏蔽掉了,这几隔离了输入端进入的干扰,二极管VD是单向导通器件,从输出端来的任何干扰都在此被隔离。所以高频机UPS的电子变压器具有双向抗干扰的功能。
3.半桥逆变器
串并联调整式UPS每一相的电压才220V,峰值也只有308V,那么电池438V的浮充电压是如何实现的?
串并联调整式UPS的电池高浮充电压是靠BOOST充电器实现的。它的主变换器构成了两个BOOST充电器两路在正负半波进行充电,如图所示。
3.三相电压UPS
一路是VT2、VD1、L、C2、GB1。当UPS输出电压为正半波时,脉宽调制脉冲打开VT2,电流的路径是A L M VT2 C2 B,是L储能过程;脉冲结束后,电感L有一个反电势 E= L(di/dt),极性是M+、A-,这时VD1导通给电池GB1充电,路径是M VD1 GB1+ B A。控制脉冲的宽度和电流的大小,就可以控制L的储能大小,从而控制反电势的幅度,也就给定了电池电压的高低。
另一路是VT1、VD2、L、C1、GB2。当UPS输出电压为负半波时,脉宽调制脉冲打开VT1,电流的路径是B C1 VT1 M L A,是L储能过程;脉冲结束后,电感的反电势E= L(di/dt)的极性是M-、A+,这时VD2导通给电池GB2充电,路径是A B GB2+ VD2 M。控制脉冲的宽度和电流的大小,也可以控制L的储能大小,从而控制反电势的幅度,就就给定了电池电压的高低。
于是就实现了用220V的相电压可以给出高达460V的直流充电电压的目标。
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