3.1 “零地电压”偏高的机制

　　有人说零地电压偏高也是个“致命弱点”,这种观点也值得商榷。据说,“来自IGBT脉宽调制整流器和逆变器的高频PWM型的干扰电压,以幅度值较高的‘零地电压’形式通过零线被直接反馈到UPS输入供电系统和输出供电系统的零线上,从而危害用电设备的安全运行”。在这里应该说明的是,工频机型和高频机型UPS的IGBT逆变器是一样的器件、频率和工作原理,所以“干扰”也应该是一样的。而整流器则不然,晶闸管整流器的干扰远比IGBT整流器大得多,即使是12脉冲整流加11次谐波滤波器(增加了相当大的重量、体积和造价),一般也不能完全达到IGBT的指标。按照一些人的说法,高频机的两项干扰就能直接加到UPS输入供电系统和输出供电系统的零线上,从而危害用电设备的安全运行。难道干扰更大的工频机型UPS这两项就加不到这些地方吗?至于零地电压是如何能加到用电设备上,后面有专门的讨论。的确,高频机型UPS零地电压和工频机型UPS相比因无输出隔离变压器的次级接地环节,有时是“偏高”了一点。这是由于在单电源结构中电路结构多了一只管子的压降,如图6(a)所示。图中给出了高次谐波滤波电流路径。由于逆变器的工作方式是脉宽调制(PWM),就是说正弦波电压被“高频”调制成宽度不等的方波形式输出,但由于负载端需要的是正弦波电压,所以在到达负载之前,PWM波必须经滤波器解调,将PWM方波中的高频成分滤掉而只保留正弦波成分。于是这部分高次谐波成分就会经滤波器被送回电源负端。在这里仅以UC为例看高次谐波电流路径:

　　GB+→VT1→低通滤波器LC→到达零线→VT8→GB-

　　从这里可以看出,由于零线电流经过了一只VT7或VT8位置的IGBT管,所以使零线上多了一个管子压降环节,增高了零地电压。

　　但电池到UPS之间有一段距离,这就加长了零线的长度,也会使零线上的压降有所增加。尽管如此,如今技术都会将两种高频机结构UPS的零地电压做到1V以下。

　　对于工频机结构UPS而言,由于有了输出变压器,就使得零线压降的减小有了可能。如图6(b)所示,工频机结构UPS高次谐波滤波电流路径就短得多,因为这里高次谐波电流的回程路径就在变压器附近及内部。