使用高频变压器耦合的ups变换电路

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3、变换电路一、引言　　由整流和逆变电路组成的UPS变换电路是UPS中的关键组成部分。根据其所采用的功率电子器件和UPS不同的用途，变换电路有很多种类，以适应不同的电压、频率和负载性质的要求。若用于感性负载，UPS的变换电路既要考虑到输出交流又要考虑到负载反馈储能的问题。这就要求能量能在四个象限范围内实现传输。二、电路的工作原理　　高频耦合UPS的变换电路如图1所示。图1　变换电路　　①D1~D4为整流环节，将市电整流成直流电压Va。　　②T1~T2为逆变环节，输出20kHz交流电压，其脉宽由Va和三角波VS比

4、较来调制，如图2(a)所示。　　③在脉冲间隔期间将T3导通，使变压器T一次侧短路，电压为零，此时磁通暂不变化，能量也暂不释放。高频变压器一、二次电压v1、v2的波形如图2(b)所示。　　④T4、T5及D9~D16构成循环变流器。T4、T5轮流导通，在正半周期将高频正弦波形整流成正方向电压vA；在负半周期时，整流成负方向的电压vB，如图2(c)所示。　　⑤最后经L4~L5与C3高频滤波器滤波，将20kHz开关频率的谐波滤除后，输出50Hz正弦交流电压vc，如图2(d)所示图2　波形图三、电路的运行　　负载为感

5、性时，循环变流器一方面将高频交流变换成50Hz交流，一方面又在部分时间里将负载侧的储能反馈至变压器，即能在四个象限里运行。如图2(e)所示滞后于v0的感性负载电流i0。在图中t1~t2期间（第Ⅰ象限）v0为正，i0为正，电流可经D9、T4、D12流出，输出功率。t0~t1期间（第Ⅱ象限）v0为正，i0为负，电流可经D10、T4、D11流入，负载向变压器反馈储能。第Ⅲ、Ⅳ象限情况类似。四、换向　　由于电流连续，T4、T5必须有一个短时共态导通时间△，这段时间内一个晶体管电流减小，另一个晶体管电流增大，进行换流

6、。此时，变压器的电流和磁势要进行换向。在第Ⅰ、Ⅲ象限电路处于整流状态时，电源电压较高的一相开始导通后，电源电压使该相电流逐渐增大，迫使原来导通的一相电流减小直至零值。在第Ⅱ、Ⅳ象限电路处于逆变状态时，换向过程与整流状态时相同，但为了获得较大的负电压，逆变控制时间β应尽量减小到接近于换流时间γ。若β＜γ，在变压器电动势e2不等于零的时期内不能完成电流换向，只能等到晶体管关断时自换向，迫使另一管子电流增大到i0。在自换向电流迅速减小的过程中，变压器漏感将产生较大的尖峰电压，使过电压吸收电路功耗增大。为了使电流能

7、平滑换流，T4、T5两管的共态导通时间△应与换流时间γ相近，而L4及L5的漏感较变压器的漏感大得多，亦可使尖峰电流减小。五、结论　　此电路输出功率为200W,效率为70%，正弦波的谐波含量小于5%，输出电压稳定度约为2%。羄膆薀蝿螇肂蕿葿羂羈膆薁螅袄膅螃羁芃膄蒃袃腿膃薅聿肅膂蚈袂羁膁螀蚄艿膁蒀袀膅芀薂蚃肁艿蚄袈羇芈蒄蚁羃芇薆羇节芆蚈蝿膈芆螁羅肄芅蒀螈羀芄薃羃袆莃蚅螆膅莂莅羁肁莁薇螄肇莀虿肀羃莀螂袃芁荿蒁蚅膇莈薄袁肃蒇蚆蚄罿蒆莆衿袅蒅蒈蚂膄蒄蚀袇膀蒄螂螀肆蒃蒂羆羂蒂薄蝿芀蒁蚇羄膆薀蝿螇肂蕿葿羂羈膆薁螅袄膅螃羁

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