根据高频开关整流器及SPWM逆变器的控制原理可以看出,出现上述问题的主要原因是在输出电流突加时整流器的输出电压,也就是直流母线电压瞬间降低至SPWM逆变器允许输入电压范围以下,已经超出逆变器PWM(脉宽调制)的调节范围,此时即便是整流器或逆变器的控制调节电路具有很好的补偿特性,对输出电压下跌的改善也是无济于事的。与之相反,当输出电流突然减小时,输出电压瞬间的升高则是由于SPWM逆变器的控制调节电路响应速度较慢造成的。

　　输出动态性能较差的UPS在运行中可能会出现以下不稳定的现象,单机运行的UPS由于负载功率的突变导致输出电压瞬间下降(或上升)较大时会使UPS转换到旁路工作状态,当输出电压恢复正常后UPS又回到正常工作方式。如果两台UPS的输出通过一台电子自动转换柜以热备份方式工作时,当负载功率的突变导致主供电UPS输出电压瞬间大幅度下降(或上升)时,将会导致自动转换柜切换到热备份的UPS供电状态,当主供电UPS输出电压恢复正常后自动转换柜又恢复到主供电状态。

　　关于输出电压瞬变恢复时间,使用者与设计者存在着不同的认识,作为设计者关心的是,当负载功率突变时逆变器的取样、比较放大与控制输出电路是否能快速稳定地输出与输出电压变化相反的PWM驱动信号。目前使用IGBT作为功率器件的SPWM逆变器的变换频率(开关频率)一般在10kHz左右,相应的PWM驱动脉冲信号的周期为0.1ms左右,为了使控制调节电路能够较稳定地工作,电路调节速度不宜过快,一般设计在经过十几个至几十个PWM驱动信号的调节便可将UPS输出电压重新稳定在负载电流突变前的电压值。基于上述调节过程可推算出负载功率突变时其输出电压的恢复时间大约在几毫秒范围内。此项数据往往不会在一般产品技术指标中给出,而多数生产厂家只在较高一级的技术文件中给出恢复时间的数据。对于上述恢复时间的测量只有在UPS内部相应的控制电路中选择合适的测量点,并确保UPS在测量时能够稳定运行。然而使用者更关注的则是UPS输出电压的恢复时间。

　　根据上述输出功率突变及电路调节过程的原理来测量UPS输出电压瞬变恢复时间,将是一个较为复杂的测量过程。测量方法大致介绍如下:

　　第一步:测量之前应记录UPS输出满载时的峰值电压UP和电压波形失真度(此测量方法要求波形失真度尽可能小)。可用电压表(最好选用四位半数字电压表)测量输出电压的有效值UA,根据公式UP=UA×可计算出峰值电压UP,然后再根据Ut=UPsinφ(φ=ωt且初相角为0°),便可计算出任意时刻的电压值Ut,也就是说公式Ut=UPsinφ所计算出的是负载功率突变前任一时刻的满载稳态电压基准值。

　　第二步:当负载功率突变时用双通道记忆示波器同时记录输出电压和输出电流波形,以电流突变点t0为输出电压恢复时间的起始参考点,并沿垂直方向(向上或向下)移动示波器的水平测量光标,直到水平测量光标与输出正弦波电压相交点处的电压值U1和相角φ1与上述第一步基准公式Ut=UPsinφ相等或非常接近时(见图3),便可认为输出电压已恢复到负载功率突变前的满载稳态值,此时可用垂直测量光标读出相角φ1所对应的时间t1((t1=φ1/ω),恢复时间T为t1与t0的差即T=t1-t0。

　　图3所示只是负载功率(电流)突加时输出电压与电流波形的示意图,在实际测量时负载功率(电流)突变的起始点是随机发生的,电流突变点t0也会出现在电流波形上的任意一点,而且输出电压波形在电流突变点也会发生各种各样的形状变化。图中t1点的确定方法可根据功率(电流)突变后的电流、电压波形的变化先确定t1所在的大概区域,然后再用示波器的水平测量光标寻找并确定突变后的稳定电压值U1,确定U1后,可移动垂直测量光标至U1点则可确定t1,由此可测量出恢复时间T。