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PFC-IGBT整流技术

来源:上海柳晶电子电器有限公司

发布时间:2013-08-09 10:40:58

  双变换在线式中大型UPS都是通过整流器从上线电源获得功率,由于UPS整流电路的非线性,会在市电电网产生谐波电流。这些谐波电流不仅使电流失真(THDI),而且也会产生电压失真(THDU),同时增大了输入电流的有效值,降低了UPS的输入功率因数。因此,必须控制UPS输入端的谐波电流以避免失真所带来的各种副作用。这些副作用包括使敏感的电子设备失灵、设备提前老化、电压闪变和降容。 
 
  POWERSOSREX系列UPS产品采用了PFC-IGBT整流技术,防止了整流器产生任何反灌市电电网的谐波电流,该技术是控制上线谐波的最佳解决方案,完全符合IEC61000-3-4/EN61000-3-4际准。采用该技术的整流器是一种功率因数校正型洁净整流器,结合了六单元IGBT和新型调整系统。这个系统确保了对每只IGBT的精确时序控制。而传统的格林茨桥式整流器并不是对每只晶闸管完全控制。因此,强迫使输入电流跟踪一个参考正弦波电压成为可能,也可以说整流器采用了"反转"的脉宽调制(PWM)技术。 
 
  采用这种技术使得整流器吸收与电压同相位的正弦波输入电流,它具有如下优点: 
 
  (1)由于对市电电网没有谐波污染,UPS安装完全不受限制; 
 
  (2)消除了谐波失真所带来的各种副作用,不再需要安装谐波滤波器; 
 
  (3)与发电机组完全兼容。由于没有谐波,降低了以下风险:干扰发电机组的运行(如:造成温度升高、干扰调整功能等),由于阻抗较大而增大电压的失真度; 
 
  (4)耗电量降低高达20%,从而可以优化上线的电缆、变压器和发电机组等; 
 
  通过调整系统将输入电流保持与输入电压同相位使输入功率因数PF﹥0.99,对于一台输出功率为60kVA的UPS,在正常运行时的负载功率因数为0.8,假设效率为90%,其耗电量为: 
 
  对于传统整流器(若输入功率因数为0.8): 
 
  S=(60×0.8÷90%)÷0.8=66.7kVA; 
 
  对于PFC-IGBT整流器(若输入功率因数为0.99): 
 
  S′=(60×0.8÷90%)÷0.99=53.9kVA; 
 
  即耗电量降低(S-S′)/S=(66.7-53.9)/66.7=19.2% 
 
  PFC-IGBT整流器的唯一不足是成本较高,原因是应用了新型的电力电子元器件。然而,随着技术的进步、元器件价格的降低,它必将迎来广泛的应用。