()陕西西安工频高频UPS电源专家专业分析工频UPS电源与高频UPS电源的区别与联系。陕西西安工频UPS电源与陕西西安高频UPS电源公司常年来经营着许多ups电源的销售。
     一直以来，业界对工频UPS电源和高频UPS电源的概念有各种定义,给用户造成了不少混淆。主要的定义方法有以下两种：一是逆变器调制频率论。即逆变器调制频率高于20kHz的UPS电源称为高频UPS电源,低于这个频率的UPS电源称为工频UPS电源。这种定义方式经不起推敲的地方在于,如果以逆变器调制频率来定义,那么不仅应该有高频UPS电源,还应该有中频UPS电源。而“工频UPS”的说法就师出无名了,因为,目前UPS电源的逆变器调制频率大多为4～8kHz,根本没有以工频(50Hz)来调制的。二是整流器调制频率论。这也是最为普遍被接受的一种定义方法。即如果整流器是工频整流(如晶闸管整流),则称为工频机,否则称为高频机。这种定义方法,在一段时间内确实为业内外普遍接受。但随着UPS电源技术的发展,这种定义方法也显现出了其不严谨的地方,无法对现有的UPS电源机型进行准确分类。

　　那么什么才是“高频机”和“工频机”的准确定义呢?

　　1、历史的沿革

　　要对“高频机”和“工频机”进行准确定义,首先必须了解定义本身的历史沿革。

　　2、传统工频经典UPS电源

　　静态UPS电源出现于上世纪60年代，可以看到传统的工频UPS电源由整流器、逆变器、静态旁路、维修旁路、逆变输出变压器组成。这里逆变输出变压器是UPS电源的必要组成部分,其作用是升压。这是因为UPS电源有一个重要的功能就是稳压,而整流、逆变两次变换均为降压环节(功率晶体管的管压降及各种损耗引起),另外还需要考虑市电电压低时,也要保证稳定不变的输出电压,所以UPS电源内部必须有一个环节用于升压,而逆变输出变压器就是用来实现这一功能的。

　　这里有一个很重要的概念：由于UPS电源输出在任何时候都需要输出稳定的电压,因此UPS电源内部必须有一个升压的环节。

　　3、高频机概念的出现

　　上世纪90年代之前,没有高频UPS电源和工频UPS电源的称谓问题。高频机的概念出现在90年代后期，这个时候UPS电源技术出现了一次革命，即出现了不带逆变输出变压器的UPS电源。

　　通过与传统工频UPS电源的拓扑原理图比较,可以看出这种UPS电源通过在整流部分增加BOOST斩波器,将整流后的直流提升到UPS电源输出所需的电压,从而省掉了逆变器后面的输出变压器,即以直流升压取代了经典的UPS电源变压器交流升压。

　　这种UPS电源的优点是省掉了逆变器输出变压器,极大地节省了成本,减小UPS电源的占地面积和重量。另外,由于在斩波升压环节增加了功率因数校正功能,使这种UPS电源具有非常好的输入功率因数。

　　国外将这种UPS电源称为Transformer-less UPS电源,即无变压器的UPS电源,而将传统工频UPS电源称为Transformer UPS电源,即带变压器的UPS电源。而国内则将其称为高频机和工频机,即以整流器的调制频率来区分。无变压器的UPS电源,其整流部分包含高频斩波,故称其为高频机;带变压器的UPS电源为相控整流,故称为工频机。

　　由此可以看出，工频机和高频机概念引入的初衷，是用来区分UPS电源是否带有逆变器输出变压器的。

　　4、歧义的产生

　　在高频机概念出现的初期,其定义基本上还能正确区分两类UPS电源。但随着UPS电源技术的不断发展,以及UPS电源应用环境要求的变化,当初的定义逐渐显现出不严谨性,造成了很多的困惑和混乱。

　　近年来,随着社会供电环境对绿色电源和节能降耗的产品需求不断增加,UPS电源技术有了很大发展,尤其是以高输入功率因数和低谐波输入为目标的整流技术。其中IGBT整流器的普遍采用是这一发展趋势的热点。

　　IGBT整流器与SCR(晶闸管)整流器性能的不同之处主要表现在两点。

　　(1)输入参数的不同。SCR(晶闸管)整流器为相控调制,只能工作于工频,输入功率因数较低,输入电流畸变较大。而IGBT整流器可通过控制其门极的驱动来控制IGBT的开通与关断,开关频率通常在几千赫到几十千赫。通过调制,IGBT整流器可以保持输入电流与输入电压相位一致,且输入电流可以接近于正弦波,因而具有非常高的输入功率因数和非常低的输入电流谐波畸变。

　　(2)IGBT整流器具有升压功能,即IGBT整流器的输出直流可以根据需要调节其高低,甚至可以直接升到800V,从而满足UPS电源输出交流电压的要求,而SCR(晶闸管)整流没有此功能。

　　5、结束语

　　由于UPS电源技术的发展,以整流器的调制频率来定义高频机和工频机,已无法对两类UPS电源进行正确的区分。

　　只有从UPS电源的拓扑结构上,才能对两类UPS电源进行准确分类。从拓扑结构上可以看到,两类UPS的区别在于升压环节的处理。带变压器的UPS电源,通过变压器在逆变器后端进行交流升压;无变压器的UPS电源,通过直流斩波在逆变器前端进行直流升压。

　　因此,依照上述原则,如果一定要使用高频或工频的概念进行分类,那么更准确的高频机或工频机的定义是:通过高频直流斩波升压的UPS电源称为高频机;通过逆变器输出变压器进行交流升压的UPS电源称为工频机。

　　所以,一台高频机即使外加了输出变压器也不应称为工频机,因为此变压器没有升压作用;而一台工频UPS电源即使采用IGBT整流也不应称为高频机,因为其升压环节是变压器。

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