UPS电路原理简介

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1、UPS电路原理简介7/29/20211概述UPS分类及电路topology简介UPS的主要电路结构几个需熟练掌握的电力电子电路7/29/20212Chapter1.UPS分类及电路topology简介UPS分类方法众多，以下为常用之分类：按UPS结构外形分，UPS可分为：1.Rack；2.Tower；3.Office；7/29/20213按UPS电路topology分，UPS可分为：1.后备式UPS（Off-lineUPS）：市电供电正常时，市电直接通过转换开关供于负载；当市电异常时，UPS通过转换开关切换

2、到电池逆变状态，负载由逆变器供电。7/29/202142.在线互交式UPS（Line-interactiveUPS）：在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电，在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作，将电池组电压转换为交流电输出；7/29/202153.在线式（On-lineUPS）：当市电正常时，AC/DC电路将输入交流电压转换为直流电压Vbus，当市电中断时，电池电压通过DC/DC电路升压，转换为直流电压Vbus；Vbus通过逆变器DC/AC电路逆变成交流电压，作为UPS的输出。因此无论是市

3、电供电正常时，还是市电中断由电池逆变供电期间，逆变器始终处于工作状态。7/29/20216Chapter2.UPS的主要电路结构高频系列电路原理图:7/29/20217低频系列电路原理图:7/29/20218Chapter3.几个需熟练掌握的电力电子电路2.理想电感的基本公式：△I=1/L*∫V*dt;3.理想电容的基本公式：△V=1/C*∫I*dt;在学习电路之前，先review以下公式：1.理想变压器的基本公式：V1/V2=N1/N2；I1/I2=N2/N1;7/29/20219非隔离型的DC/DC变换

4、电路之一：DC/DCBOOST7/29/202110DC/DCBOOST电路稳态分析：在t1时间内，电感电流变化：△I1=1/L*（Vin-Vout）*t1;在t2时间内，电感电流变化：△I2=1/L*（Vin-0）*t2;稳态时，应有△I1+△I2=0，将上述两公式代入，整理得：Vout*t1=Vin*（t1+t2），即：Vout=Vin/（1-D）若Vin=48V，F=50kHz，D=0.6，则输出电压平均值Vout=120V；电感电流平均值：IL=Pout/Vin=（120V*120V/20ohm）/

5、48=15A；电感纹波电流：△I2=1/（500*10-6H）*48V*12*10-6s=1.15A；电容纹波电压：△V=1/C*IR*t2=1/(1000*10-6F)*6A*(12*10-6s)=0.072v;假设电感工作于电流连续模式，驱动波形如下：7/29/202111非隔离型的DC/DC变换电路之二：DC/DCBUCK7/29/202112隔离型的DC/DC变换电路之一：FLY-BACK分析FLY-BACK电路原理时，我们必须考虑的变压器的非理想特性：变压器的激磁电流.实际上，FLY-BACK电路

6、的能量就是通过变压器的激磁电流来传递的；而我们在设计FLY-BACK电路时，激磁电流也是一个需设计的最关键的参数。7/29/202113理想FLY-BACK的主要波形（TX电流处于非连续模式时）7/29/202114隔离型的DC/DC变换电路之二：PUSH-PULL7/29/202115隔离型的DC/DC变换电路之三：FULLBRIDGE7/29/202116单相桥式DC/AC逆变电路：7/29/202117逆变电路的基本工作原理S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。S1、S4闭合，S

7、2、S3断开时，负载电压uo为正；S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负。把直流电变成了交流电。7/29/202118END7/29/202119