在UPS 中使用的功率器件有雙極型功率晶體管,、功率MOSFET,、可控硅和IGBT,IGBT 既有功率MOSFET易于驅(qū)動,、控制簡單,、開關(guān)頻率高的優(yōu)點(diǎn),又有功率晶體管的導(dǎo)通電壓低,,通態(tài)電流大的優(yōu)點(diǎn),、使用IGBT 成為UPS 功率設(shè)計(jì)的首選,只有對IGBT的特性充分了解和對電路進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì),,才能發(fā)揮IGBT 的優(yōu)點(diǎn),。本文介紹UPS中的IGBT 的應(yīng)用情況和使用中的注意事項(xiàng)。
IGBT在UPS中的應(yīng)用情況
絕緣柵雙極型晶體管IGBT是一種MOSFET 與雙極晶體管復(fù)合的器件,。它既有功率MOSFET易于驅(qū)動,、控制簡單、開關(guān)頻率高的優(yōu)點(diǎn),,又有功率晶體管的導(dǎo)通電壓低,,通態(tài)電流大,損耗小的顯著優(yōu)點(diǎn),。據(jù)東芝公司資料,,1200V/100A 的IGBT 的導(dǎo)通電阻是同一耐壓規(guī)格的功率MOSFET 的1/10,,而開關(guān)時(shí)間是同規(guī)格GTR 的1/10。由于這些優(yōu)點(diǎn),,IGBT廣泛應(yīng)用于不間斷電源系統(tǒng)(UPS)的設(shè)計(jì)中,。這種使用IGBT的在線式UPS具有效率高,抗沖擊能力強(qiáng),、可靠性高的顯著優(yōu)點(diǎn),。
UPS主要有后備式、在線互動式和在線式三種結(jié)構(gòu),。在線式UPS 以其可靠性高,,輸出電壓穩(wěn)定,無中斷時(shí)間等顯著優(yōu)點(diǎn),,廣泛用于通信系統(tǒng),、稅務(wù),、金融,、證券、電力,、鐵路,、民航、政府機(jī)關(guān)的機(jī)房中,。本文以在線式為介紹對象,,介紹UPS中的IGBT的應(yīng)用。
圖1 為在線式UPS 的主電路,,在線式UPS 電源具有獨(dú)立的旁路開關(guān),、AC/DC 整流器、充電器,、DC/AC 逆變器等系統(tǒng),,工作原理是:市電正常時(shí)AC/DC 整流器將交流電整流成直流電,同時(shí)對蓄電池進(jìn)行充電,,再經(jīng)DC/AC 逆變器將直流電逆變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)正弦波交流電,,市電異常時(shí),電池對逆變器供電,,在UPS 發(fā)生故障時(shí)將輸出轉(zhuǎn)為旁路供電,。在線式UPS輸出的電壓和頻率最為穩(wěn)定,能為用戶提供真正高質(zhì)量的正弦波電源,。
b.整流器AC/DC
c.充電器
d.DC/AC 逆變器