2第二章UPS的基本电路和基本知识.doc

PAGE  PAGE 38 第二章 UPS的基本电路和工作原理 第一节 整流器/充电器的基本概念 在传统双变换UPS中，输入电路的第一个环节就是整流器/充电器。小功率的整流器和充电器是分开的，中大功率时，由于用了可控硅，整流器和充电器则大都合在了一起。不论是分还是合，二者的关系和作用有时是分不开的。作为现代UPS维护和使用的工程技术人员了解一些这方面的电路知识是很有必要的。 单相半波、全波和桥式整流 由于绝大部分IT设备电路的工作电压都要求是平滑的直流电压，所以要把交流市电经整流器变换成直流输出，再由PWM电路或其他电路变换成需要的直流电压。所以掌握整流器中电流的流向和一般知识，知道几种整流方式的区别及特点，对于正确使用UPS和判断故障是很有帮助的。 （1）单相半波整流滤波 图2-1所示是单相半波整流滤波电路原理图，（a）是电路原理图，（b）是整流波形图。由于整流器具有单向通导的特性，所以输入电压U1经整流器VD整流后就变成了单向脉动波UO，而输入的负半周被隔离掉。一般整流器后面都有电容滤波器，如图2-1（a）中的C，将脉动波变成直流波UC，如图2-1（b）所示。 U1 U1 VD UO C R UO UC0 UC t （a）电路原理图 （b）整流波形图 图2-1 单相半波整流滤波电路原理图 在有些情况下，由于某种原因将电容损坏，而电容上的标称值又看不清楚，就无法进行更换。在此情况下如何选择C的电容量就成了首要问题。这里可以用一个简单的方法计算，即一般要求在放电结束时的那一点上，电容上电压下降不超过5%，根据电容放电公式： UC = UC0e? t/? （2-1） 式中： UC — 为在放电时间结束时那一点的瞬时电压 UC0 —放电开始时的电压 t —放电时间，在半波整流时为 10ms的值 ? —放电时间常数，? = C（F）R（Ω），单位是“s” 将式（2-1）改写成： ? t/? = Ln（UC / UC0） （2-2） 按照上面的要求，为了便于计算，设放电到10ms时，应当UC =0.95 UC0，代入这些数据后，上式就变为： ? = ? t/ Ln（UC / UC0）= ?10?10? 3/ Ln0.95=19.5?10? 3 (s) 即 CR =19.5?10? 3 (s)，整流滤波电源的容量定了，那么负载电阻R也就定了，设R=10（Ω），于是电容量就是 C = 19.5?10? 3 /10 = 1950（?F） 可取标称值2000（?F）或2200（?F）的电容替换。 （2）单相全波整流滤波 单相半波整流一般都用于小功率的情况。当功率稍微增大时就必须用全波流。图2-2（a）所示为单相全波整流电路原理图，图（b）是它的整流波形图。从图中可以看出，这是两个单相半波整流器的组合。需要指出的是，有时这种整流器前面加了变压器，目的是使次级电压可以根据设计的要求随意变化。 L VD1 Uo U1 N1 I1 U1 U2?2 N2?2 C R