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UPS实例分析及其运行维护(五)

先控UPS实例分析及其维护(上)

来源:机房360 作者:徐 涛 金儒男(供稿) 张乃国(改编) 更新时间:2013-11-28 15:24:14

摘要:先控UPS是意大利NUOV SICON公司于上世纪90年代初推出的机型。它主要包括ST和SM两个系列,SM为“三进单出”型UPS,容量为5~20kVA,ST为“三进三出”型UPS,容量为10~200kVA。该两系列机型是智能化UPS,它采用了IGBT高频逆变技术,控制部分采用了微处理器并行技术。


  ·整流器微处理板对整流模块进行控制;

  ·逆变器微处理板对逆变模块进行控制;

  ·主控板对整个系统进行协调并实现显示及键盘控制。

  2 基础电源板(A5)

  2.1 基础电源功率主电路

  基础电源工作电路,如图3所示。

  (1)基础电源板双电源输入电路

  FS4、FS3取自直流母线电压。UPS正常工作时,直流母线电压(324V)为基础电源板提供电源输入。FS1、FS2取自变压器TR2(见图1)的次级电压,变压器TR2的初级电压来自UPS输入电源1中的L1、L2线电压。变压器TR2次级电压约为200V,经二极管D14、D15、D16、D17全波整流后得到约为260V直流电压。图中二极管D13、D12对两路输入电源起到隔离作用,热敏电阻RT2、RT1在电路启动时,对后级电路起到缓冲作用。在UPS输入开关S1(见图1)合上后,整流器输出的直流母线电压缓慢上升,此时基础电源板上的输入电源由FS1、FS2提供;当整流器输出直流母线电压大于FS1、FS2经整流后的电压时,基础电源板的输入电源由直流母线提供。这样就可以避免由于输入电源1的波动对基础电源电路的影响。同时,在输入电源1突然断电后,基础电源板还能继续工作。

  (2)单端反激式变换主电路

  UPS基础电源采用双管串联单端反激式变换电路,其电路拓扑结构如图4(a)所示。单管反激式变换电路与双管串联单端反激式电路的唯一区别是:双管串联单端反激式变换电路中的MOSFET功率管T1、T2的源极和漏极在功率管关闭时承受的稳态电压为变压器初级感应电压值UO1,电路中的二极管D1、D2对T1、T2起到电压钳位作用,关断瞬间的冲击电压约为(2~3)UO1;单管反激式变换电路中的MOSFET功率管T3的源极和漏极在功率管关闭时承受的稳态电压为输入电压与变压器初级感应电压值之和,即Ui2+UO2,关断瞬间的冲击电压约为(2~3)Ui2+UO2,如图4(b)所示。基础电源板正常输入电压为324V,如果采用单管单端反激式电路,在关断时MOSFET功率管的源极和漏极最大冲击电压可达到1500V,而采用双管串联单端反激式电路,最大冲击电压约为800V。因此,采用双管串联单端反激式变换电路降低了对MOSFET功率管耐压等级的要求,电路更为安全,同时有利于MOSFET功率管的选型。

  双管串联单端反激式电路工作过程:MOSFET功率管T1、T2同时导通时,电流经T1、变压器TR1、T2后,在变压器TR1的初级上产生上正下负的感应电势,次级产生上负下正的感应电势,此时变压器储能;当MOSFET功率管T1、T2同时关断时,在变压器初级产生下正上负的感应电势,次级产生上正下负的感应电势,通过二极管D4、电容C7整流滤波,这样周而复始地通过调整脉冲占空比,在变压器次级产生稳定的直流电压。

  (3)高频变压器次级电路

  基础电源的高频变压器次级产生五路直流输出电压。

  ①变压器TR1的11、12两端(见图3)产生高频脉冲电压,经二级管D2、电容器C2B、C3整流滤波后产生略高于+15V的电压,经15V的稳压二极管Z2A后,输出稳定的+15V电源供外部接口板使用。

  ②变压器TR1的13、14两端输出±15V电源,供UPS供电系统使用,电路形式除与+15V相同之外,还附加了一级稳压保护电路。当输出电压超出了两个稳压二极管Z2、Z1B(或Z1、Z1A)稳压值之和约为±17V时,稳压二极管击穿并在电阻R6上产生约为2V的电压后,使晶闸管T12导通,当输出电压降到±17V以下时,T12关断。附加这一级电路主要起到稳压保护作用,使输出电压最大不会超过17V,对负载起到保护作用。

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