UPS电路原理简介

2020/5/19,1,概述,UPS分类及电路topology简介信瑞/昀瑞UPS的主要电路结构几个需熟练掌握的电力电子电路,UPS电路原理简介,2020/5/19,2,Chapter1.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；,2020/5/19,3,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通过转换开关切换到电池逆变状态，负载由逆变器供电。,2020/5/19,4,2.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；,2020/5/19,5,3.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。,2020/5/19,6,Chapter2.信瑞/昀瑞UPS的主要电路结构,7000/7100系列电路原理图:,2020/5/19,7,8700/8800系列电路原理图:,2020/5/19,8,Chapter3.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;,2020/5/19,9,非隔离型的DC/DC变换电路之一：DC/DCBOOST,2020/5/19,10,DC/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）/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：,2020/5/19,11,非隔离型的DC/DC变换电路之二：DC/DCBUCK,2020/5/19,12,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。,2020/5/19,13,理想FLY-BACK的主要波形（TX电流处于非连续模式时）,2020/5/19,14,隔离型的DC/DC变换电路之二：PUSH-PULL,2020/5/19,15,隔离型的DC/DC变换电路之三：FULLBRIDGE,2020/5/19,16,单相桥式DC/AC逆变电路：,2020/5/19,17,逆变电路的基本工作原理S1S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅