摘要：本文介绍了高频UPS存在的主要问题及技术改革方方法。

第1页:高频UPS的优缺点及存在的主要问题 第2页:高频UPS的级联叠加法

    2 高频UPS的连级叠加法

    由三相半桥式SPWM逆变器的输出相电压双重傅里叶级数表示式可知，谐波频率 f_h=50mF或f_h=50(mF+n)，除了通过提高开关频率 f_s 来提高载波比F的方法之外，还可以通过将m增大N倍的方法来提高谐波频率，也就是说可以通过并联级联叠加的级数。这种方法可以保持F不变，因此不会增加开关损耗，也不会引起高频反应，影响软开关电路中L_r、C_r的准谐振和输出隔离变压器的材料和工艺上的困难等，同时还会带来一些附加的有益效果。高频UPS的并联级联叠加电路如图2所示。

    它是用N个谐波三角波移相SPWM控制（PSCPWM）的三相半桥式高频UPS进行并联级联叠加而成的，图中L为市电输入Boost储能电感，Lf为输出滤波电感，也是平衡电感，相应的电抗 X=ωL_f  。N个三相半桥式USP的载波三角波为u_c1，u_c2 ，．．．u_cN，其初相位角α依次滞后2π /N，并用相同的三相正弦波进行调制，则各相的输出电压会有相同的基波，以A相为例，其并联叠加的输出电压表示式为：

    由此式可知：当m为偶数时，sin mπ/2=0，当m和n同时为偶数时，sin(m+n)π/2 =0，因此，载波谐波被完全消除了，只剩下m为偶数，n为奇数的载波谐波的上下边频，同时也说明，并联级联叠加法是一种将m增大N倍的方法来提高谐波频率的，同时还消除了载波谐波，比用提高开关频率 f_s 来提高F的办法具有强大5倍的消谐波能力，而且还具有不增加开关损耗的优点。

    由式（5）知，当N=4时

    N=4时并联级联叠加的输出相电压Ua的波形如图3所示。相当于把开关频率提高4倍所能达到的消谐波效果，并可以把UPS的容量提高N=4倍，为采用小功率IGBT生产出大容量的UPS创造了条件。同时用并联级联叠加法，还可以把各个三相半桥式UPS的开关频率限定在不产生集肤效应与邻近效应，不使电路分布参数明显增加，不使电感电容发生质变等负面影响，以保证输出隔离变压器的应用，使电路稳定运行，不产生局部震荡，能保证软开关的实现。这样才能使UPS的绿色革命完全实现。所以说并联级联叠加法是一种一举数得的高频UPS绿色变个法。单纯地高频化是以增加开关损耗为代价的消谐波法，不是UPS绿色革命的好方法，只有与并联级联法相结合，才是最实用的绿色UPS好方法。

    此外采用并联级联叠加法，还可以在保持消谐波与开关损耗不变的条件下把开关器件的成本降到最低。或者对高频UPS进行开关损耗、消除谐波效果、开关元器件与开关频率之间进行优化，以得到最佳设计效果。