| 摘要：UPS的发展方向之一就是高频化，高频化结构的UPS不但性能好，而且节能减排，正好符合当前的国策。但是由于技术的发展都有一个过程，所以多年来人们一直使用的是工频机结构UPS，而且用得也不错，所以突然改用新产品，心里有些不踏实。 |
三、高频机UPS不需要变压器吗？
1.变压器的定义
和认识其他事物一样，在对变压器的认识上也有误区。比如早期的电视机是一个带有庞大显像管的立体设备，现在的电视机已发展到没有显像管的平面型结构；以前的炉子是具有明火燃烧的装置，而现在的微波炉、电磁炉既无明火也不燃烧。这些改变和以前的习惯形象面目全非，但人们也习惯了称作电视机和电炉子。
在这里也是这样。以往的变压器印象是一个在矽钢片铁芯上饶了很多圈数漆包线的装置，但现在电子变压器的出现和发展也和以往的形象大相径庭，难道就不是变压器了？和电视机、炉子的定义一样，凡是能将一种形式的电压变换成另一种形式电压的装置就是变压器。即，不能以结构去定义一个东西，要以它的功能去定义一个东西的方法更科学一些。
2.单相电压UPS
根据以上的讨论可以看出，高频机UPS也必须有变压器，因为高频机UPS的输出电压也需要中线接地点；由于电池电压也为低压（比如36V，48 V等），所以也需要变压器。图4（a）就示出了高频机UPS的一种主电路图，虚线框内就是由电感L、开关管（IGBT）S、隔离二极管VD和电容器C1、C2构成的电子变压器。从图中可以看出，电路和以往的工频机UPS有了很大的区别：结构中没有了电磁式的变压器，这里用的是半桥逆变器，而且电子变压器不是在半桥逆变器的后面，而是在其前面，二极管整流器的后面也没有习惯上的电容滤波器，因此再用普通分析工频机UPS的方法去分析这个电路就会走偏了。下面就来介绍一下电子变压器的工作原理。
市电经过二极管整流器整流成半波脉动波，如图4（b）从上而下第三个波形所示。该半波首先被电子变压器的电子开关高频切割，如图图4（b）上图所示：当开关S闭合时，电流从市电经整流器电感L开关S流回市电，这时在电感L中储能。由于S导通时整个电压几乎都降在了L上，bc处于短路状态，所以二极管VD是反偏压，不导通，因此输入带来的任何干扰也不能传递过去。开关S断开时，在电感L内激起反电势
其极性是a-b+，反电势幅度的大小取决于L，而且此时的反电势e和整流电压此时的瞬时值相加，形成更高的幅度，如4（b）从上而下第二、三个波形所示，这时VD导通给电容器C1、C2充电。S再一次导通又重复上述过程。一般这种开关的重复频率在20kHz以上。
该电子变压器的工作主要做了三件事：
（1）提高逆变器输入电压幅度
该变压器使逆变器输入端直流电压达到220V正弦交流有效值电压缝制电压的幅度要求，使取消电磁升压变压器成为可能。
（2）使输入功率因数接近于1
一般工频机UPS所以输入功率因数低，其主要原因就是整流脉冲电压集中的一个很小的范围，电流的等效相位与电压出现了较大的差距。从4（b）中波形可以看出，其整流电流均匀分布在整个电压宽度上，其电流等效相位几乎与电压重合，所以输入功率因数高。
（3）双向抗干扰
从工作原理已经看出，在开关S闭合时，bc处于短路状态，输入端的任何干扰都被屏蔽掉了，这几隔离了输入端进入的干扰，二极管VD是单向导通器件，从输出端来的任何干扰都在此被隔离。所以高频机UPS的电子变压器具有双向抗干扰的功能。
3.半桥逆变器
串并联调整式UPS每一相的电压才220V，峰值也只有308V，那么电池438V的浮充电压是如何实现的？
串并联调整式UPS的电池高浮充电压是靠BOOST充电器实现的。它的主变换器构成了两个BOOST充电器两路在正负半波进行充电，如图所示。
3.三相电压UPS
一路是VT2、VD1、L、C2、GB1。当UPS输出电压为正半波时，脉宽调制脉冲打开VT2，电流的路径是ALMVT2C2B，是L储能过程；脉冲结束后，电感L有一个反电势 E=L(di/dt),极性是M+、A-，这时VD1导通给电池GB1充电,路径是MVD1GB1+BA。控制脉冲的宽度和电流的大小，就可以控制L的储能大小，从而控制反电势的幅度，也就给定了电池电压的高低。
另一路是VT1、VD2、L、C1、GB2。当UPS输出电压为负半波时，脉宽调制脉冲打开VT1，电流的路径是BC1VT1MLA，是L储能过程；脉冲结束后，电感的反电势E=L(di/dt)的极性是M-、A+，这时VD2导通给电池GB2充电,路径是ABGB2+VD2M。控制脉冲的宽度和电流的大小，也可以控制L的储能大小，从而控制反电势的幅度，就就给定了电池电压的高低。
于是就实现了用220V的相电压可以给出高达460V的直流充电电压的目标。
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