广的稳压工频电路为例进行讨论。一般采用三相整流,是因为三相整流的脉动系数和纹波系
数都低。一个三相可控硅全桥整流电路中用了
6 只可控硅整流器,需要 6 个脉冲进行分别控
制,也俗称其为
6 脉冲整流。三相全桥整流电路是按线电压工作的,在市电为额定值
380V/220V 时的最高整数流出电压可达到
UDC=380V×√2=537V
一般电池组额定电压为
12V×32 只=384V 的浮充电压(约 438V)已足够了。由于这种电路
是按照市电的频率
(所谓工频)节奏而工作的,成为工频整流器。由于可控硅的电流容量和耐
压都可以做的很高,因此它在中大功率传统双变换
UPS 中得到了广泛的应用。又由于这种
电路整流器件的开启
(相位)是可控的,因此它就具有了输出稳压的功能。但这个输出稳压的
功能不能作为输入市电大范围变化的根据,原因是可控硅存在着在一定条件下失控的隐患。
例如,一个电池组额定电压为
384V,在正常情况下的浮充电压低于 440V,如果认为
及时是电线电压额定值
Un 上升到 135%Un 时也可保证整流电压低于 450V,就可把这时的
输入电压
(135%Un)作为改 UPS 的优点提供给用户,就会给用户的使用埋下隐患。当然,按
照相控原理,即使输入市电电压上升到
150%Un,在正常情况下也可使电池浮充电压稳定
在
440V 以下,但万一在 135%Un 时可控硅失控,这时可控硅整流器就变成了普通二极管
整流器,此时的输出整流电压
UDC 就变成了
UDC=380V×1.35×√2=725V
这时就出现了两个危险情况:一种情况是,整流器后面的滤波电容是否可耐此高压,
否 则 必 炸 无 疑
; 另 一 种 情 况 是 , 原 来 12V 一 节 的 电 池 , 现 在 变 为 每 节 电 压
UB=725/32=2.6V,这就意味着电池也因此而报废!甚至还会带来其他的危险,如因电池炸
裂而喷出的硫酸伤人和伤物。
另一方面,由于
6 脉冲整流电路的工作是脉冲式的,对市电输入电压博兴的破坏作用
非常显著,使输入电流谐波成分达到
30%以上,输入功率因数仅为 0.8 左右,为了实现“绿
色
”电源的目标,还必须进行功率因数校正。
采用普通二极管的整流器就不具备稳压功能,它一般用于小功率
UPS 电路中,充电器
另外设置。
2. 高频降压整流器
在一般小功率
UPS 电源中,为了简化电路的复杂程度而采用了二极管整流器,但二极
管整流器无稳压功能,为了滤波电容和逆变器的安全,有的采用了
BUCK 型高频降压整流
器。
BUCK(降压)型高频降压整流器工作原理:
控制信号以高频脉冲
(一般式 20kHz 的固定脉冲宽度)
加到开关功率管的控制极,当一个控制脉冲到来时,
VT 打开,电流由整流器二极管经
VT 流向负载和滤波电容,这是电感 L 储能;控制信号结束后,VT 截至,电感 L 产生的反电
势继续维持原来的电流流向将村能释放,其路径是:
Lb→C、R→VD→La,使输入形成连续
的电流。电感上的能量释放完或达到一定程度后,功率管又被下一个触发脉冲打开,再重复
上面的过程。
这个电路的有点是简单,送到负载的电流是连续的,但输入电流仍然是脉动的