Sursele de alimentare utilizate în UPS includ tranzistoare de putere bipolare, MOSFET-uri de putere, tiristoare și IGBT. IGBT-urile au avantajele controlului MOSFET ușor de putere, control simplu, frecvență mare de comutare și tensiune scăzută la comutarea tranzistoarelor de putere. Avantajele curentului ridicat în stat și utilizarea IGBT sunt prima alegere pentru proiectarea sursei de alimentare a UPS-ului. Beneficiile IGBT pot fi realizate numai prin înțelegerea completă a caracteristicilor IGBT și proiectarea fiabilității circuitelor. Acest articol descrie aplicarea IGBT în UPS.

igbt

2. Aplicarea IGBT în UPS

Un tranzistor bipolar cu poartă izolată (IGBT) este un dispozitiv în care un MOSFET este combinat cu un tranzistor bipolar. Modelul de utilitate are avantajele că MOSFET de putere este ușor de operat, controlul este simplu, frecvența de comutare este mare, iar tranzistorul de putere are tensiune scăzută, curent mare și pierderi mici. Potrivit Toshiba, rezistența 1200V/100A IGBT este 1/10 din puterea MOSFET cu aceeași specificație de tensiune, iar timpul de comutare este 1/10 din GTR din aceeași specificație. Datorită acestor avantaje, IGBT-urile sunt utilizate pe scară largă în proiectarea sistemelor de alimentare neîntreruptibile (UPS). Acest UPS online care utilizează IGBT are avantaje semnificative de eficiență ridicată, rezistență ridicată la impact și fiabilitate ridicată.

UPS are practic trei structuri: arhivare, interactivă online și online. UPS-ul online este utilizat pe scară largă în sala de calculatoare a sistemelor de comunicații, impozitare, finanțe, valori mobiliare, electricitate, căi ferate, aviație civilă și agenții guvernamentale datorită fiabilității sale ridicate, tensiunii de ieșire stabile și fără întrerupere. Acest articol prezintă aplicația IGBT în UPS odată cu introducerea online.

Sursa de alimentare UPS online are un comutator de bypass independent, redresor AC/DC, încărcător, invertor DC/AC și alte sisteme. Principiul de funcționare este: redresorul AC/DC ajustează sursa de alimentare CA la sursa de curent continuu atunci când sursa de alimentare este normală și în același timp efectuează bateria. După încărcare, sursa de curent continuu este convertită la curent alternativ sinusoidal standard printr-un invertor DC/AC. Când sursa de alimentare a unității este anormală, bateria furnizează energie invertorului, iar ieșirea este convertită în bypass când UPS-ul eșuează. Ieșirea online a UPS-ului este cea mai stabilă tensiune și frecvență, oferind utilizatorilor o putere cu undă sinusoidală de înaltă calitate.

1 comutator de bypass (ACBYPASSSWITCH)

Comutatoarele de bypass folosesc adesea relee și tiristoare. Releele sunt utilizate pe scară largă în UPS-urile de putere mică și medie. Avantajul este că controlul este simplu și prețul este scăzut. Dezavantajul este că releul are un timp de conversie, iar durata de viață a dispozitivului electromecanic este, de asemenea, o problemă. Tiristoarele se găsesc de obicei în surse de alimentare medii și mari. Avantajul este că curentul de control este mare și nu există timp pentru comutare. Dezavantajul este însă că controlul este complicat și datorită caracteristicii de acționare a tiristorului, acesta poate fi oprit după abaterea inversă după pornirea declanșatorului, care va genera un curent de circulație de până la 10 ms. Dacă se utilizează IGBT, această problemă poate fi evitată, iar utilizarea IGBT are avantajul unei gestionări simple, dar costul este ridicat. Principiul de funcționare este: când intrarea este de jumătate de jumătate de ciclu, curentul trece prin Q1 și D2, iar curentul trece prin D1 și Q2 în jumătatea ciclului negativ.

2 redresor AC/DC

Circuitul redresor al UPS-ului este împărțit într-un redresor de punte comun, un redresor controlat de fază SCR și un redresor pentru corectarea factorului de putere PFC. Redresorul tradițional are o frecvență fundamentală de 50 Hz, iar greutatea volumului filtrului este mai mare. Odată cu dezvoltarea tehnologiei UPS și a cerințelor privind factorii de putere din diferite țări, UPS-urile cu corecție a factorului de putere PFC devin din ce în ce mai populare, iar frecvența de bază a circuitului PFC este de cel puțin 20 KHz. Volumul inductorului filtrului și al condensatorului filtrului este redus semnificativ. Factorul de putere de intrare poate fi de până la 0,99 fără a adăuga un filtru armonic. IGBT este de obicei utilizat ca sursă de alimentare în circuitul PFC. Redresorul PFC care utilizează IGBT este eficient și puternic. Avantajele capacității mari și protecției mediului.

3 încărcător

Încărcătoarele UPS sunt adesea folosite în flyback, BOOST boost și half bridge. IGBT-urile cu un singur tub pot fi utilizate în încărcătoarele cu curent mare pentru controlul puterii, care pot atinge un randament ridicat și un curent ridicat de încărcare.

4 invertor DC/AC

UPS-urile online cu putere de peste 3KVA aproape folosesc IGBT ca dispozitiv de alimentare al piesei invertorului, iar circuitul de punte completă și circuitul de jumătate de punte sunt frecvent utilizate.