資料介紹
前言
逆變電路是UPS電源的核心電路。作者在剖析若干知名廠家生產(chǎn)的UPS電源電路的基礎(chǔ)上,對(duì)UPS電源中的逆變電路進(jìn)行了探討。本文所涉及的電路,是這些廠家技術(shù)人員多年技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶,并且經(jīng)歷過(guò)大量產(chǎn)品投放市場(chǎng)后的考驗(yàn),具有很好的參考價(jià)值。作者在此發(fā)表出來(lái),供業(yè)內(nèi)人士和有興趣者參考。
UPS電源有很多分類,作者根據(jù)業(yè)內(nèi)的習(xí)慣,將UPS電源分為工頻機(jī)和高頻機(jī)。本文中的工頻機(jī)和高頻機(jī)采用的都是正弦波逆變電路,輸出的都是正弦波電壓,并且都是在線式結(jié)構(gòu)。文中只涉及正弦波逆變電路,以下簡(jiǎn)稱逆變電路。
逆變電路的結(jié)構(gòu)
逆變電路由正弦波SPWM調(diào)制電路和功放電路組成。
1工頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖
圖1所示為工頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖。由圖可見(jiàn),工頻機(jī)逆變電路中右側(cè)的功放電路采用的是全橋式功放電路,這種功放電路需要正弦波調(diào)制電路提供4路相互獨(dú)立的SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在左側(cè)的正弦波調(diào)制電路中,用正弦波信號(hào)去調(diào)制三角波信號(hào),得到4路獨(dú)立的SPWM信號(hào),經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)后送至功放電路。
在這種結(jié)構(gòu)中,每一橋臂功率管的數(shù)量視輸出功率而定,當(dāng)輸出功率較小時(shí),功率管采用MOS器件,輸出功率大時(shí),采用IGBT模塊。
2高頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖
圖2所示為高頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖。由圖可見(jiàn),高頻機(jī)逆變電路中的功放電路采用的是半橋式功放電路,這種功放電路需要正弦波調(diào)制電路提供2路相互獨(dú)立的SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在左側(cè)的正弦波調(diào)制電路中,由電腦板直接提供2路SPWM波信號(hào),經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)后送至功放電路。
在這種結(jié)構(gòu)中,每一橋臂功率管的數(shù)量也視輸出功率而定,當(dāng)輸出功率較小時(shí),功率管采用MOS器件,輸出功率較大時(shí),也采用IGBT模塊。
正弦脈寬調(diào)制(SPWM)方法
SPWM信號(hào)實(shí)際上就是與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波。
在20KVA以下的小型逆變電路中,通常用正弦波(調(diào)制波)調(diào)制三角波(載波)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制的目的,又稱為三角波調(diào)制法,它是利用比較器來(lái)完成這一功能的。根據(jù)調(diào)制信號(hào)所包含的信息量,調(diào)制電路可以分為單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制。
1 SPWM調(diào)制方法及特點(diǎn)
在單電源供電的比較器重,若將正弦波送到比較器的同相輸入端,將三角波送到比較器的反相輸入端,則在正三角波幅值大于正弦波的幅值時(shí),比較器將輸出一個(gè)負(fù)向脈沖,這個(gè)負(fù)向脈沖的寬度等于三角波大于正弦波部分所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔。而在三角波幅值小于正弦波的幅值時(shí),比較器將輸出一個(gè)正向脈沖,這個(gè)正向脈沖的寬度等于三角波小于正弦波部分所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔。從圖3可見(jiàn),這時(shí)在電壓比較器的輸出端將得到一連串脈沖方波序列,其特點(diǎn)是:對(duì)應(yīng)于正弦波幅值較低的部位,脈沖方波的寬度較窄,而對(duì)應(yīng)于正弦波幅值較高的部位,脈沖方波的寬度較寬。這就是正弦脈沖調(diào)制信號(hào),即SPWM信號(hào)
逆變電路是UPS電源的核心電路。作者在剖析若干知名廠家生產(chǎn)的UPS電源電路的基礎(chǔ)上,對(duì)UPS電源中的逆變電路進(jìn)行了探討。本文所涉及的電路,是這些廠家技術(shù)人員多年技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶,并且經(jīng)歷過(guò)大量產(chǎn)品投放市場(chǎng)后的考驗(yàn),具有很好的參考價(jià)值。作者在此發(fā)表出來(lái),供業(yè)內(nèi)人士和有興趣者參考。
UPS電源有很多分類,作者根據(jù)業(yè)內(nèi)的習(xí)慣,將UPS電源分為工頻機(jī)和高頻機(jī)。本文中的工頻機(jī)和高頻機(jī)采用的都是正弦波逆變電路,輸出的都是正弦波電壓,并且都是在線式結(jié)構(gòu)。文中只涉及正弦波逆變電路,以下簡(jiǎn)稱逆變電路。
逆變電路的結(jié)構(gòu)
逆變電路由正弦波SPWM調(diào)制電路和功放電路組成。
1工頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖
圖1所示為工頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖。由圖可見(jiàn),工頻機(jī)逆變電路中右側(cè)的功放電路采用的是全橋式功放電路,這種功放電路需要正弦波調(diào)制電路提供4路相互獨(dú)立的SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在左側(cè)的正弦波調(diào)制電路中,用正弦波信號(hào)去調(diào)制三角波信號(hào),得到4路獨(dú)立的SPWM信號(hào),經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)后送至功放電路。
在這種結(jié)構(gòu)中,每一橋臂功率管的數(shù)量視輸出功率而定,當(dāng)輸出功率較小時(shí),功率管采用MOS器件,輸出功率大時(shí),采用IGBT模塊。
2高頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖
圖2所示為高頻機(jī)所采用的逆變電路的結(jié)構(gòu)圖。由圖可見(jiàn),高頻機(jī)逆變電路中的功放電路采用的是半橋式功放電路,這種功放電路需要正弦波調(diào)制電路提供2路相互獨(dú)立的SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在左側(cè)的正弦波調(diào)制電路中,由電腦板直接提供2路SPWM波信號(hào),經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)后送至功放電路。
在這種結(jié)構(gòu)中,每一橋臂功率管的數(shù)量也視輸出功率而定,當(dāng)輸出功率較小時(shí),功率管采用MOS器件,輸出功率較大時(shí),也采用IGBT模塊。
正弦脈寬調(diào)制(SPWM)方法
SPWM信號(hào)實(shí)際上就是與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波。
在20KVA以下的小型逆變電路中,通常用正弦波(調(diào)制波)調(diào)制三角波(載波)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制的目的,又稱為三角波調(diào)制法,它是利用比較器來(lái)完成這一功能的。根據(jù)調(diào)制信號(hào)所包含的信息量,調(diào)制電路可以分為單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制。
1 SPWM調(diào)制方法及特點(diǎn)
在單電源供電的比較器重,若將正弦波送到比較器的同相輸入端,將三角波送到比較器的反相輸入端,則在正三角波幅值大于正弦波的幅值時(shí),比較器將輸出一個(gè)負(fù)向脈沖,這個(gè)負(fù)向脈沖的寬度等于三角波大于正弦波部分所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔。而在三角波幅值小于正弦波的幅值時(shí),比較器將輸出一個(gè)正向脈沖,這個(gè)正向脈沖的寬度等于三角波小于正弦波部分所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔。從圖3可見(jiàn),這時(shí)在電壓比較器的輸出端將得到一連串脈沖方波序列,其特點(diǎn)是:對(duì)應(yīng)于正弦波幅值較低的部位,脈沖方波的寬度較窄,而對(duì)應(yīng)于正弦波幅值較高的部位,脈沖方波的寬度較寬。這就是正弦脈沖調(diào)制信號(hào),即SPWM信號(hào)
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