2 零地电压上升的主要原因

　　零地电压上升的主要原因不能归咎于UPS,也不能归咎于高频机。那么,什么才是零地电压上升的主要原因呢?从理论上讲,零地电压的上升主要是由电源阻抗和线路阻抗引起的。

　　众所周知,电流流过导体时会产生电压降,这是由于电源和导体都具有电阻和电抗,中性线N和保护地线PE之间也存在着阻抗,并且会随着电缆线的延伸,电缆的阻抗在不断地累积增大。

　　3 UPS设备对零地电压的影响

　　UPS难道对零地电压没有任何影响吗?答案显然是否定的。

　　这是因为,即使是最先进的IGBT-PFC整流器也不是100%线性的,它既然是有源的频率较高的开关部件,就存在着谐波和电磁兼容性的问题,特别是UPS在低负载率时,表现出输入电流失真度THDI增大的倾向。例如高频机在100%负载率时的THDI为4%～5%;而在50%负载率时THDI为7%～8%。那么,IGBT整流UPS是否是造成零地电压上升的主要原因呢?可以从高频机内部的电路结构来分析。

　　3.1 EMC滤波器对中性线、地线电流的影响

　　电磁兼容性滤波器(EMC Filter)是近年来在高频功率转换电路中被推广应用的一种新型组合电路,它既能有效地抑制电网噪声对电子设备的骚扰,又能降低电子设备在高频开关过程中产生的骚扰注入到电网中,从而通过供电母线影响到其它的用电负载(传导骚扰)。这对于提高电子设备的可靠性和系统的稳定性起到了重要作用,因此被广泛应用于智能化仪器仪表、计算机机房设备、开关电源电路、UPS电源系统等。

　　图3是一个在实际的UPS中广泛应用的单相EMC滤波器的典型电路。

　　从图中可见,由于电路中存在着差模式滤波电容X和共模式滤波电容Y,因此无论是电网中出现的高次谐波或是在整流-逆变过程中产生的高次谐波,都必然会通过EMC滤波器泄放到地线G或PE线上,使得地线上的电流增大。

　　从图3还可见,由于差模电容X的容量远大于共模电容Y的容量,由差模电容泄放的电流也要大于共模电容的泄放电流,成为线缆中的传导骚扰,只不过由于负载不平衡电流或是3次谐波电流的存在,而往往忽略了差模电流的存在,而没有注意到这部分电流流过中性线电缆时同样会引起N线电位的上升。