价格:1254.00/台
品牌:直流屏电源
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信息标签:许昌直流屏电源代理,供应,能源,节能设备

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 许昌直流屏电源代理
1 直流屏电源和高频机的定义及原理分析

UPS通常分为工频机和高频机两种。工频机由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS。
典型的工频UPS拓扑如图1所示。

主路三相交流输入经过换相电感接到由三个SCR桥臂组成的整流器之后变换成直流电压。通过控制整流桥SCR的导通角来调节输出直流电压值。由于 SCR属于半控器件,控制系统只能控制开通点,一旦SCR导通之后,即使门极驱动撤消,也无法关断,只有等到其电流为零之后才能自然关断,所以其开通和关 断均是基于一个工频周期,不存在高频开通和关断控制。

由于SCR整流器属于降压整流,所以直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入电压低,要使输出相电压能够达到恒定的220V电压,就必须在逆变输出 增加升压隔离变压器。同时,由于增加了隔离变压器,系统输出零线可以通过变压器与逆变器隔离,明显减少了逆变高频谐波给输出零线带来的*。

图1 典型工频UPS拓扑

同时,工频机的降压整流方式使电池直挂母线成为可能。工频机典型母线电压通常在300～500V之间,可直接挂接三十几节电池,不需要另加电池充电器。

按整流器晶闸管数量的不同,工频机通常分为6脉波和12脉波两种类型。6脉波指以6个晶闸管组成的全桥整流,由于有6个开关脉冲对6个晶闸管分别控制,所以叫6脉波整流。6脉波整流拓扑如图2所示。

直流屏电源 典型6脉波拓扑

12脉波是指在原有6脉波整流的基础上,在输入端增加移相变压器后再增加一组6脉波整流器,使直流母线由12个晶闸管整流完成,因此又称为12脉波整流。

图3所示的两个三相整流电路就是通过变压器的不同连接构成12相整流电路。

图3 典型12脉波整流器示意图

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可以通过控制加在其门极的驱动来控制IGBT的开通与关断,IGBT整流 器开关频率通常在几到几十千赫之间,有时甚至高达上百千赫,相对于50Hz工频, 称之为高频UPS。典型的高频机拓扑如图4所示。

图4 高频UPS拓扑图

高频UPS整流属于升压整流模式,其输出直流母线的电压一定比输入线电压的峰值高,一般典型值为800V左右,如果电池直接挂接母线,所需要的标配 电池节数达到67节,这样就给实际应用带来很大的限制。因此一般高频UPS会单独配置一个电池变换器,在市电正常的时候,电池变换器把800V的母线电压 降压到电池组电压值;在市电故障或超限时,电池变换器则会把电池组电压升压到800V的母线电压,从而实现电池的充放电管理。由于高频机母线电压为 800V左右,所以逆变器输出相电压可以直接达到220V,逆变器之后就不需要升压变压器了,但是没有隔离效果。

2 工频机和高频机的性能对比

随着电力电子技术的发展和高频功率器件不断问世,中小功率段的UPS产品也逐步高频化。高频UPS具有功率密度大、体积小、重量轻的特点,但在高频UPS功率段向中大功率过渡的过程中,高频拓扑UPS在使用过程中暴露出一些固有缺点,并影响到UPS的安全使用和运行。

(1)零偏故障

某型号大容量三相高频UPS拓扑如图5所示。

图5 某型号四桥臂高频机拓扑

从图中可知,UPS主路输入是三相四线(相线+零线),整流器为四桥臂变换器。A、B、C三相和零线均通过IGBT整流。此种变换器存在先天缺陷: 零线在主路工作时不能断开。当A、B、C三相闭合,零线断开时,如果UPS输出端接不平衡负载,零点参考点突然消失,会造成严重的UPS输出零偏故障,进 而导致UPS后端负载设备的损坏、输出闪断等重大故障。如果三个相线和零线同时中断,这种情况往往会发生在市电和发电机切换过程,此种拓扑的高频机因零线 缺失而必须转旁路工作,在特定工况下(电压过零点,非同步切换时)可能造成负载闪断的重大故障。而工频机因整流器不需要零线参与工作,在零线断开 时,UPS可以保持正常供电。

(2)零地电压抬升和电池架带电问题

从图4和图5可以看到,大功率三相高频机零线会引入整流器并做为正负母线的中性点,此种结构不可避免地造成整流器和逆变器高频谐波耦合在零线上,抬升零地电压,造成负载端零地电压抬高,很难满足IBM、HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求。

某型号高频UPS的电池变换器采用高频Buck/Boost拓扑结构,变换器缺少必要的滤波装置。因此充电电压和电流耦合大量高频分量,在现场实测数据如图6所示。

图6 用仪表测得的充电电压和电流高频分量

可以明显看到频率为12.5kHz的高频分量,实测电池正极与大地浮置电压有325V,断开电池架接地,电池架与大地间有100多伏浮置电压。接通 电池架与大地,电池架与大地漏电流高达0.11A。按照行业标准(GB13870.1-93《电流通过人体的效应》),50mA的电流就可以致人死亡。该 型号UPS在电池架未与大地短接时,人体触摸到电池架有明显被电击的感觉。原因是充电回路中高频分量通过人体与大地形成通路,造成人体触电。同时,此高频 谐波严重*了外置的UPS电池单体电压监控系统,使电池电压监控测试仪无法正常工作。

(3)可靠性降低

自1947年**晶体管问世,随后不到十年,晶闸管整流器在晶体管渐趋成熟的基础上问世,至今晶闸管已历时半个多世纪的发展和革新,耐受高电压、大 电流晶闸管技术已非常成熟,其抗电流冲击能力非常强。晶闸管是半控器件,不会出现直通、误触发等故障。相比而言,上世纪80年代初问世的IGBT(绝缘栅 双极晶体管)有许多优点,其开关频率可在几至几百千赫之间,是目前高频UPS主要功率器件。但是,IGBT有严格的电压、电流工作区域,抗冲击能力有限。 在可靠性方面,IGBT一直比晶闸管差。根据大量的数据统计,采用晶闸管的整流器故障率远远低于IGBT整流器的故障率,前者大约为后者的1/4。

工频机通常采用晶闸管整流器,而高频机多采用IGBT整流器。因此,工频机在可靠性方面优于高频机。而大功率UPS可靠性是用户关注的**要素。目前市面上销售的多款国际**品牌工频机产品在用户端都有很好的口碑,并通过了长时间和复杂电网的实际验证。
高频大功率UPS还有诸多缺点,详见表1。

表1 大功率工频UPS和高频UPS技术对比表

锂电池保护板的主要参数

　　锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成

　　（1）保护IC主要参数

　　1) 封装

　　2) 过充电压

　　3) 过充释放电压

　　4) 过放电压

　　5) 过放释放电压

　　6) 耐压

　　(2) MOSFET主要参数

　　1) N沟、P沟

　　2) 内阻

　　3) 封装（TSSOP8 <简称薄片> 、SOP8<简称厚片>、SOT23-6等）

　　4) 耐电流

　　5) 耐电压

　　6) 内部是否连通

锂电池保护板的工作原理电池内阻测试仪宏大公司研发用于测量电池内部阻抗和电池酸化薄膜破损程度的的仪器，以下简称仪器。它是对被测对象施加1KHz交流信号，通过测量其交流压降而获得其内阻。（它不同于多用表测量电阻的原理，它所测量的值是毫欧级，而多用表测量的值是欧姆级；且多用表只能测无电源对象的阻值，而内阻仪即可测无电源对象的阻值，也可测有电源对象的阻值，所以两者不得等同）利用内阻阻值的大小来判断电池的劣化状态，（一般来说）其阻值越小电池的性能越好。因此，采用内阻进行测量电池的方法却是速度快且可靠性高的一种好方法。

一、 适用范围

1、 移动电话使用的镉镍、金属氢化物镍电池（组）、锂电池；

2、 铅酸蓄电池和免维护蓄电池；

3、 也可适用各类电池研究试验的科研单位及生产厂家。

二、 安全工作准则

为了避免仪器或被测电池受到损坏，请遵循以下的准则：

1、 使用前，请多检查仪器的外壳是否有断裂或缺少配件。特别注意连接器附近的绝缘。

2、 检查测试针是否导通，如果测试针有损坏或断线现象，请更换后再使用本仪器。

3、 同一固定板上的两个测试针不得相接触，以防短路。

4、 切勿在爆炸性的气体、蒸汽、酸性环境或灰尘附近使用本仪器。

5、 测量时，电池的内阻和电压必须在仪器所测量的范围之内，否则读数不准，超过额定电压（19.99V）会烧坏仪器。

6、 通过测量已知电阻的方式确认仪器的工作正常，如果仪器工作不正常，按本说明书指定的方法进行校验（参照第十节 故障排除），如仍有疑问，应把仪器送去维修。

7、 如果保险丝损坏，应先关闭电源，然后更换相同规格的保险丝。

8、 把连线端子插入仪器端口以前，应先将仪器的电源关闭。

三、 综合指标

1、 输入电源：AC 220V 50Hz

2、 温 度：0度-50度

3、 外形尺寸：240×210×100（mm）

4、 重量：1.2kg

5、 保险丝保护：0.5A 250V快熔式保险丝

6、 显示器：数字式

四、 测量范围及精度

表1.技术参数

功能

量程

测量范围

分辨率

测定时间

精度

输入阻抗

切换

200mΩ

0.1-200 mΩ

0.1 mΩ

100mS

1.5%

-

内阻

2000Ω

1mΩ-2000Ω

1 mΩ

100mS

1.5%

-

电压

19.99V

0-19.99V

0.01V

100mS

1.5%

10K

说明：

1、测定时间：四端子完全接触后约100mS；

2、测定频率：1KHz±5%方波

3、**高电压：必须小于19.99V.

　　锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,保护板有两个核心部件：一块保护IC，它是由**的比较器来获得可靠的保护参数；另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关，执行保护动作。下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解:

　　激活保护板的方法：当保护板P+、P-没有输出处于保护状态，可以短路B-、P-来激活保护板，这时，Dout、Cout均会处于低电平（保护IC此两端口是高电平保护，低电平常态）状态打开两个MOS开关。

不可否认,高频UPS有一些优点,但目前就技术发展和成熟度而言,大功率高频机有许多缺点还需要进一步技术优化和升级。某些厂商推出的大功率高频UPS仍在试用阶段。依据“可靠性**”原则,在重要场合使用大功率UPS,仍然以工频机为**。