隨著計算機的越來越普及，與之配套的UPS使用也越來越廣泛，而傳統的UPS系統中由于采用工頻逆變，UPS中有工頻變壓器，體積比較龐大，而采用高頻方式后，縮小了體積，降低了波形失真度，同時，由于高頻UPS可以采用模塊化設計，擴容非常方便，因此得到越來越廣泛的應用。

 

　　一、前言

隨著計算機的越來越普及，與之配套的UPS使用也越來越廣泛，而傳統的UPS系統中由于采用工頻逆變，UPS中有工頻變壓器，體積比較龐大，而采用高頻方式后，縮小了體積，降低了波形失真度，同時，由于高頻UPS可以采用模塊化設計，擴容非常方便，因此得到越來越廣泛的應用。

二、高頻環節DC／AC變換方式2、1高頻環節DC／AC變換方式的比較高頻環節DC／AC變換方式有多種，如圖（一）所示6種方式。
 

圖（一）高頻環節DC/AC變換方式

圖中，HF(HighFrequency)為高頻，PWM(PulseWidthModulation)為脈寬調制，REC(Rectifier)為整流器，INV(1nverter)為逆變器，CYC(CycleConverter)為循環換流器LCINV(LineCommutatedInverter)為電源換流器，RINV(ResonantInverter)為諧振逆變器，PCCYC(PhaseControlledCycleConverter)為相控循環換流器。第一和第二種方式的中間都有直流環節，功率由DC到AC單向傳送。第一種方式是高頻逆變器輸出電壓經整流變為直流，再由高額PWM逆變器變為正弦被輸出電壓的方式，從負載看．它具有電壓變換器的特性。為此，第一種變換是適用于UPS的一種實用方式。

第二種是用整流器、電抗器把高頻PWM逆變器的輸出電壓變為市電倍頻的直流脈動電流，再經負載換流型逆變器變為工頻交流電流，供給負載。它顯然具有電流變換器的特性。可作為太陽能發電系統的變換器。

另外幾種是中間沒有直流環節的電路方式，都是用循環換流器把由逆變器產生的高頻交流直接變換為工頻交流，因此，它具有功率變換級數少，變換效率高的特點。第三種和第四種的高額逆變器采用諧振逆變器、減輕開關元件的負擔，ZMI噪聲也較小。在第三種變換中利用循環換流器的輸入短路方式限制輸出，從而控制輸出電壓波形。第四種由RINV1和RINV2的電壓合成使輸出為正弦波形，正弦波的幅度與頻率由RINV1和RINV2的頻率及其差值確定。第五種和第六中變換的高頻逆變器及循環換流器都容易進行雙向功率傳送。第五種變換由高原逆變器的PWM的方式控制輸出電壓的波形頻率與幅度，它與第一種方式一樣，也是適用于UPS的一種實用方式。第六中是控制逆變器與循環換流器對應的開關間的動作相位，由循環換流器獲得交流PWM輸出電壓。

對于以上高頻環節DC／AC變換的各種方式，要根據應用系統進行選用，適用于UPS的是第一種、第五種和第六中變換方式，但已經真正應用于生產的是第一種和第五種變換方式。

2、2高原環節變換方式UPS的持征高額環節變換方式UPS有如圖（二）(方式I)和如圖（三）(方式II)所示兩種。用晶閘管

圖（二）高頻環節變換方式的UPS（方式I）

圖（三）高頻環節變換方式的UPS（方式II）

整流器對輸入交流電壓進行整流，從而獲得穩定的電壓，并對蓄電池浮充充電。AC／DC變換電路采用以下兩種方式：―是用二極管整流器把交流變為直流，再經降壓斬波器恒定控制直流電壓的方式；二是不恒定控制直流電壓，用晶閘管開關把蓄電池接到直流線路上的方式。圖（二）是用第一種高頻環節DC/AC變換方式的UPS系統(方式1)的結構。這種結構有利于小型輕量化，但由于UPS內部壓降與功率變換使損耗增大。

由于中間接入直流環節，高頻逆變器與PWM逆變器的換流與輸出電壓的控制可分別進行。另外，高額變壓器的漏感與布線的分布電感中蓄積的能量容易處理，設計上方便簡單。

如圖（三）所示是采用第五種的DC／AC變換方式的UPS(方式II)系統結構。它是把高頻電壓直接變換為工頻電壓，因此，更利于小型輕量化．而內部電壓降與功率損耗比方式I小。然而，循環換流器的換流與逆變器是分別處理的，對于高額變壓器漏感與布線分布電感在換流時蓄積的能量要進行必要的處理，因此，設計上比較麻煩。

　　三、中間有直流回路的高頻環節變換方式的UPS中間有直流回路的高頻環節變換方式的UPS的主回路結構如圖（四）所示。電路中的

圖（四）主回路結構（方式I）

DC/DC變換器有兩種功能：第一，對輸入回路與輸出回路起隔離作用，第二，可對逆變輸出電壓進行升壓。為此，需要采用變壓器，要使變壓器小型輕量化、低噪聲化，Dc／DC變換器的工作頻率要在20kHz以上。這樣，可進行高速控制，也可獲得較好的過渡響應特性。DC／DC變換器的輸出直流電壓經PWM變換器變為工頻交流電壓供給負載。通常，高頻環節變換方式UPS中的適用于DC/DC變換器的高頻技術也適用于后級的逆變器，這樣，可提高PWM控制功載波頻率。開關元件采用功率MOSFET，DC／DC變換器的開關頻率為50kHZ，PWM逆變器的載波頻率為25kHZ，采用高頻環節變換器方式I的UPS的性能優于傳統UFS，在相同功率情況下、體積減小了33％，重量減輕了46％，噪聲減少了7dB。電壓波形失真度由5％降到3％，過流時電壓變動低于土2％，恢復時間在1周波以內。它適用于10kVA以內的UPS。