1 问题的提出

　　目前,UPS技术经过多年的进步和发展趋于高频化,因为取消输出变压器结构的UPS具有很多优点,比如它比目前工频机结构UPS的效率高、体积小、输入功率因数高、允许输入电压变化范围大、不需要输出隔离变压器和价格低等,是当前信息中心机房节能高效的理想选择。但由于这种结构UPS相对于工频机UPS而言,生产制造较为复杂,对制造工艺、生产手段要求较高,一般手工方式很难实现规模化和一致性。因此,也就推迟了工频机UPS的“退休”时间,再加上工频机UPS不论对一般生产者还是一些用户而言都有些留恋。再加上这两方面也存在一些误解,使工频机UPS不能顺利代之以无输出变压器型UPS。比如对输出隔离变压器的误解就是一个例子。由于这种结构UPS取消了用漆包线绕在硅钢片铁心上这种方式的隔离变压器,而工频机UPS就没取消,反而成了工频机结构UPS的优点。这就引出了好多不能取消这个变压器的说法,比如说变压器有以下优点:

　　(1)可以在逆变器故障时切断直流电压到负载的通路,防止负载损坏;

　　(2)可以抗干扰;

　　(3)可以缓冲负载端的短路和突然变化;

　　(4)可以提高UPS的可靠性;

　　(5)可以耐受电网电压的大范围变化。

　　将其作用说得神乎其神,几十年都没发现的变压器这些所谓“优点”却在即将被淘汰时突然被发掘出来了。实际的情况如何呢?在这里不妨将这些所谓优点逐条加以讨论。

　　2 工频机UPS输出变压器存在的必要性

　　2.1 工频机UPS输出变压器的功能

　　在上世纪70年代,由于半导体器件的水平和品种所限,比如通流能力小和耐压能力差,不得不在输入端加一个降压变压器,经逆变器后再把电压升上去,如图1所示。所以这种早期的工频机UPS输入端是降压变压器,输出端是升压变压器;另一个特点是输入整流器和后面的逆变器都工作在工业频率,即50Hz(或60Hz)。在一些中小功率UPS中,输入整流器和充电器是分开的。这主要是因为在这些UPS中的输入整流器都是采用没有任何调整能力的整流二极管,而电池电压必须是稳定的,需要严格控制,所以一般需要另设具有稳压功能的充电器电路,如图2所示。在小功率中,早期的充电器一般用一个稳压块,到后来才采用PWM开关电源,提高了充电速度和充电效率。由于中小功率UPS中采用的电池电压很低,所以输出还要添加升压变压器。后来由于器件的发展才取消了输入降压变压器。