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UPS功率因数校正及谐波抑制(一)

来源:机房360 作者:徐国家 丁 刚 更新时间:2013-9-24 15:23:22

摘要:随着UPS在各行业中的广泛应用,传统UPS整流器所产生的谐波导致了交流电网中电压和电流波形的严重失真,使得电能质量下降,严重影响用电设备的安全经济运行。因此提高UPS输入功率因数以及治理谐波是电能质量问题的核心内容之一,也是现代电力电子设备的重要性能指标之一。


  平均电流控制为最常用的方法,工作在定频控制,与峰值电流控制比较,其优点是不易受杂波信号的干扰,且电感电流能精确跟随输入电压波形;缺点是控制电路结构较复杂,如图6所示。图中Uin为直流电压,IP为直流电流,而其它各点的电压及电流波形如图7所示,其中功率管控制极的驱动受控于PWM比较器US电压和UC电压的比较结果,当US大于UC时,比较器输出为低电位,而US小于UC时,比较器输出为高电位。因此电路刚刚开始运行时,US小于UC,此时比较器输出高电位,功率管VT导通,在图6中,Uin电压按虚线路径向电感L充电,故电感电流iL上升,此区间如图7中的ab段。到时间b点时,由于US大于UC,比较器输出由高电位变成低电位,功率管VT截止,Uin电压加上电感L的反向电压,经二极管VD向电容C充电,并为负载供电,此时电感L为放电状态,故电感电流iL下降,此区间如图7中的bc段。到时间点c时,US小于UC,此时比较器又输出高电位,促使功率管VT再一次导通,如此循环,以电流充放电波形和锯齿波相互比较而产生的功率管驱动波形,达到以平均电流来控制负载电压的目的。


  在图7的波形图中,在区间ab段或cd段等单数时段,UC电压的波形在与US相交前必定是负斜率,此时US为正斜率,并且一定要相交,否则无从控制。而在bc段或de段等偶数时段,电压UC和US都是正斜率,可是UC的斜率必定是要比US小,否则无从相交,也无从控制。因此在电路设计时,对这些控制电路的周边元器件的布局提出了很高的要求,否则电路不工作或电路失控损坏。

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