工频机和高频机对比.pdf

精品 工频 UPS和高频 UPS对比 1 工频机和高频机的基本原理 工频机由可控硅 (SCR)整流器、 IGBT 逆变器、 旁路和隔离变压器等组成。 因其整流器和逆变器 工作频率均为工频 50Hz ，顾名思义叫工频机，又称为工业机。 高频机通常由 IGBT 高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。 IGBT 通过控制加在门极 的驱动来控制其开通与关断， IGBT 整流器开关频率通常在几千赫到几十千赫， 甚至高达上百千赫， 因此称为高频机，又称为商业机。 2 工频机和高频机的性能对比 (1) 在可靠性方面，工频机要优于高频机 工频机采用可控硅 (SCR)整流器，该技术经过半个多世纪的发展和革新，已经非常成熟，其抗 电流冲击能力非常强。由于 SCR 属于半控器件，不会出现直通、误触发等故障。相比而言，高频 机采用的 IGBT 高频整流器开关频率较高，但是 IGBT 工作时有严格的电压、电流工作区域，抗冲 击能力较低。因此在可靠性方面，高频机比工频机低。 (2) 在负载对零地电压差的要求方面，工频机要优于高频机 高频机零线会引入整流器并作为正负母线的中性点， 这种结构就不可避免地造成整流器和逆变 器高频谐波耦合在零线上，抬升零线电压，造成负载端零地电压差升高，很难满足大多数服务器对 零地电压差小于 1V 的需求。 另外， 在市电和发电机切换时， 高频机往往因零线缺失而无法工作，在这种工况下可能造成负 载闪断的重大故障。工频机因整流器不需要零线参与工作，在零线断开时， UPS 继续保持正常供 电。 - 可编辑 - 精品 （3 ） 工频机标配逆变器输出隔离变压器，高频机无输出隔离变压器 隔离变压器是利用电磁感应原理，进行电气隔离的装置。 隔离变压器在逆变器的输出端，可以 大大改善逆变器供电质量。隔离变压器有以下四大优点： （3.1 ） 降低零地电压差，优化逆变器末端供电质量 工频机隔离变压器可以实现 UPS 输入和输出之间的电气隔离，从而有效地降低输出端零地电 压差。 由于隔离变压器的副边绕组采用 Y 型接法， 中性点接地后产生新的零线， 从而达到降低零地 电压的目的。事实上， HP 、 IBM 、SUN 的小型机因为要保证精密的计算能力与高可靠的数据处理 传输能力， 都会对零地电压差有极高的要求， 工频机加装隔离变压器可以彻底解决因为零地电压差 偏高所造成的一些问题。 （3.2 ） 滤除负载端谐波，提高供电质量 隔离变压器本身具有电感特性， 输出隔离变压器可以滤除负载端的大量低次谐波， 减少高频干 扰，并可以使高次谐波大幅度衰减。 采用隔离变压器， 可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰， 提高设备的电磁兼容性。 （3.3 ）增强过载短路保护能力，即保护负载又保护 UPS 本身 由于隔离变压器自身的特性，逆变器在工作过程中，如果遇到大的短路电流，变压器会产生反 向电动势，延缓短路电流对负载以及逆变器的冲击破坏，具有保护负载和 UPS 本身的作用。 （3.4 ）“通交流阻直流”， UPS 故障时保护负载 由于高频机无输出隔离变压器，一旦逆变器的 IGBT 被击穿短路，母线直流高电压将直接加到 负载上，危及负载的安全。工频机标配输出隔离变压器具有“通交流阻直流”的能力， 可以完全杜 绝此类问题，在逆变器发生类似