1.2 IGBT开关整流器

　　开关整流器的工作原理,早在20世纪80年代就出现了,但是由于没有合适的高频低损耗开关器件,故一直没有在UPS中得到应用,直到1995年前后,在高频低损耗大功率管IGBT大量应用的促使下,才开始在UPS中得到应用。

　　适合于UPS应用的IGBT开关整流器有多种,仅在文献[1]中介绍的就有五种:即Boost三相半桥式开关整流器、传输电感反极性Boost开关整流器、三个双向开关两电平Boost整流器、三个开关三电平Boost整流器、四双向开关整流器等。其中典型的比较常用的是Boost三相半桥式开关整流器。

　　三相半桥式Boost SPWM开关整流器的主电路如图2所示,其中图2(a)为主电路,图2(b)为等效Boost电路。主电路是按照Boost方式工作的电感输入型电路。其中VT1～VT6为主开关管,C和L为交流输入滤波器,L又兼做Boost储能电感。两个相同的直流电容Cd1=Cd2串联作为输出直流滤波电容。ua、ub、uc为市电三相交流电压,upa、upb、upc为各桥臂中点的二阶SPWM电压,ia为a相市电输入电流,id为直流输出电流,Ud为直流输出电压。主电路的Boost工作方式是:对于某一相电路来说,当输入电压为正半周时,注脚为双数的开关管导通,电感L储能;关断时,市电一方面通过本相注脚为单数的二极管和零线向直流电容Cd1充电,另一方面存储在电感L中的电能也通过相同的路径向直流电容Cd1充电;当输入电压为负半周时,注脚为单数的开关管导通,电感L反向储能;关断时,市电一方面通过本相注脚为双数的二极管和零线向电容Cd2充电,另一方面本相的储能电感L也通过相同的路径向直流电容Cd2充电。当主电路中的开关VT1～VT6轮流导通时,开关整流器各桥臂中点就可以得到相输出电压upa、upb、upc。