UPS工频与高频的区别.doc

UPS按设计电路工作频率来分，可分为工频机和高频机。工频机是以传统的模拟电路原理来设计，机器内部电力器件（如变压器、电感、电容器等）都较大，一般在带载较大运行时存在较小噪声，但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强，可靠性及稳定性均比高频机强。而高频机是以微处理器（CPU蕊片）作为处理控制中心，是将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中，以软件程序的方式来控制UPS的运行。因此，体积大大缩小，重量大大降低，制造成本低，售价相对低。高频机逆变频率一般在20KHZ以上。但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差，较适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境。 高频机与工频机比较而言：尺寸小、重量轻、运行效率高（运行成本低）、噪音低，适合于办公场所，性价比高（同等功率下，价格低），对空间、环境影响小，相对而言，高频UPS 对复印机、激光打印机和电动机引起的冲击（SPIKE）和暂态响应（TRANSIENT）易受影响，由于工频机的变压器把市电与负载隔离，对市电恶劣的环境下，工频机比高频机能提供更安全和可靠的保护，在某些场合如医疗等，要求UPS有隔离装置，因此，对工业、医疗、交通等应用，工频机是较好的选择。两者的选择要根据客户的不同、安装环境、负载情况等条件权衡考虑。 工频机的特点是简单，存在的问题是： 1）输入输出变压器尺寸大； 2）用于消除高次谐波的输出滤波器尺寸大； 3）变压器和电感产生音频噪声； 4）对负载和市电变化的动态响应性能较差。 5）效率低； 6)输入无功率因数矫正，对电网污染较严重； 7）成本高，特别对于小容量机型，无法与高频机相比。 工频机与高频机的可靠性比较： 1，高频机不可靠是站不住脚的，世界知名UPS厂商在技术选型和将来发展趋势上都是以高频为绝对主力方向，30KVA及以下的机器都以高频机为主，这与高频机负载动态响应速度快，能量密度高，体积小，噪声小，价格低（特别是小机）有很大关系，特别是高频机可以作到输入有源功率因数矫正，真正代表将来绿色电源的发展趋势。 2，凡是对高频机可靠性提出质疑的，可以肯定，是国内的杂牌小UPS厂商。他们本身技术力量有限，测试设备不足。因此在开发高频机的过程中受开发水平的限制无法完善机身性能，从而只能在引进80年代末台湾厂商的技术的基础上完善工频机。工频机向高频机的发展很重要的一点是高频开关控制的抗干扰问题，而这个问题已随着Avansys/Huawei安圣／山特/华为使用DSP全数字控制技术而得到解决。 ? UPS 高频机与工频机的技术区别 随着UPS技术的不断发展，很多计算机、电力电子领域的新技术、新理念引入到UPS行业。与IT行业的其他产品类似，现在的UPS与从前的产品相比较，无论在主要性能上、外观尺寸上、对现场环境的适应性及可靠性方面，都有了显著的进步，有些指标甚至是质的飞跃，对于大中型UPS来说更是如此。 IGBT逆变器+升压变压器 新型全IGBT UPS结构(高频机)如下，基本结构：不控整流+DC/DC倍压环节+独立充电器+逆变器 ??????? 从图中可以看出，工频机与高频机的概念主要是对整流部分而言，工频机是可控整流，传统技术最好可做到12拍整流；而高频机的整流是二极管不控整流+IGBT的高频直流升压环节。对逆变器而言都是IGBT的SPWM高频逆变工作方式(除早期的可控硅逆变工作模式UPS，目前已经淘汰)。另外，工频机的输出变压器必不可少，由于其整流逆变等环节均为降压环节，因此在输出侧必须有升压变压器作为电压的调整。而高频机由于具有DC/DC升压环节，其输出侧不必要加升压环节(升压变压器)，对于需要加装隔离变压器的现场，高频机也可按照要求加装隔离变压器选件，其作用也由原来的必要配置转变为可选配置。UPS的电气结构所以发生了更新变化，主要是由于元器件的发展，IGBT作为UPS的主要功率元件技术更加成熟，无论从容量、结构、或是可靠性都大大地提高了，加之UPS数字化程度地不断深入促成了新一代大中型UPS的主流结构由原来的工频机转向高频机(正如当年可控硅逆变器被大功率晶体管GTR取代，之后又被IGBT逆变器取代一样)。UPS电气结构的更新最直接的效果就是UPS主机体积的缩小，重量的下降，而更重要的是电气性能的提高。下面具体分析两种结构UPS的电气原理及电气性能： ???????? 早期大中型UPS主回路结构采用可控硅整流将输入的交流电整为直流，电池直接挂在直流母线上，当输入市电正常时，靠整流可控硅的调节对电池充电，同时为GTR或IGBT结构的桥式逆变器供电，逆变器将直流逆变为交流，最后经过输出变压器的升压及滤波，提供纯正的交流输出。从其结构中可以看出，从整流（从交流变为直流）到逆变（在从直流变为交流）的过程中，每个环节都是将压环节：可控硅整流是为了提供恒定的直流电压而采取的一种整