UPS逆变器工作原理卢凯霞时间年月课件

教师：卢凯霞

时间：2021年11月UPS逆变器工作原理

OperationPrincipleofUPSinverter

一、逆变电路01逆变器（逆变电路）是开关电源和UPS的核心装置。02逆变电路普通的原理结构单相逆变电路正弦波逆变电路

有推挽式、半桥式、全桥式等，均用于中小型UPS系统。下面介绍脉宽调制型全桥逆变器。（1）单相逆变电路

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全桥式逆变电路工作原理功率晶体管由基极驱动电路提供激励信号，VT1、VT4和VT2、VT3在分别获得激励信号后，进入轮流导通或截止状态。从而在变压器初级和次级分别产生交流电压u1和u2。经过L、C滤波电路的作用使负载取得正弦电压。逆变电路输出电压中除了基波外还含有一定的谐波成分，若要得到正弦输出电压，在次级输出电路中，必须设置滤波器。功率晶体管由基极驱动电路提供激励信号，VT1、VT4和VT2、VT3在分别获得激励信号后，进入轮流导通或截止状态。从而在变压器初级和次级分别产生交流电压u1和u2。经过L、C滤波电路的作用使负载取得正弦电压。逆变电路输出电压中除了基波外还含有一定的谐波成分，若要得到正弦输出电压，在次级输出电路中，必须设置滤波器。

UPS交流滤波器的性能使输出电压中单次谐波含量和总谐波含量降到指标允许的范围内；01在三相条件下使输出电压不平衡度符合规定范围；02使负载变化引起的输出电压波动小，且满足动态指标，同时要重量轻，体积小。

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（2）正弦波逆变电路阶梯波逆变器A多脉冲调制逆变器B正弦脉宽调制（SPWM）逆变器C大多数情况，我们希望UPS输出50HZ正弦交流电，所以要求其逆变电路为正弦波逆变电路。逆变电路实现输出为正弦的方法很多，主要有以下三种：

由于逆变电路得到矩形波相对容易，利用不同相位的矩形波叠加的方式得到一个近似正弦波的阶梯波，阶梯越多，其所含正弦分量就越多。阶梯波逆变器矩形波叠加组成阶梯波示意图

基本原理是用一组等高不等宽的矩形脉冲等效正弦波。具体方法是将正弦波沿横轴分割为若干等分，每一个等分包含的正弦面积用一个相同面积的矩形波来代替，这些矩形波组成的半个周期波形便与半个周期正弦波等效。多脉冲调制逆变器半周期内矩形波所组成的波形与等效的正弦波示意图

这种方法是通过频率较高的等幅三角波（载波）与可调幅度的50Hz的正弦波组合，产生与正弦波等效的而脉冲宽度不等的矩形波，称为正弦调制。正弦脉宽调制（SPWM）逆变器正弦调制法与三角波的合成波

二、逆变器使用两台1500VA的48Vdc/220Vac逆变器的输出送至冗余开关，在逆变器Ⅰ、Ⅱ输出正常时，交流输出由逆变器Ⅰ供电；在逆变器Ⅰ输出异常时，冗余开关在10毫秒内将交流输出切换至逆变器Ⅱ供电，实现不间断备份转换供电。冗余式逆变器原理

二、逆变器使用将主机的旁路输入由原来接市电改为接在从机的UPS输出，即构成串联热备份，如图5-20。当主机出现故障时，主机将自动切换到旁路状态，此时从机输出承受负载，负载仍处于UPS逆变状态，从而保障设备安全运行，若主机处于旁路，从机又出现故障，则由市电来承受负载。逆变器串联热备份

二、逆变器使用直流配电部分连接整流器的输出端、蓄电池组和负载，构成整流器与蓄电池组并联向负载（通信设备等）供电的全浮充供电系统，并对直流供电进行分配、通断控制、监测、告警和保护。对于交流直通结构的逆变器，在没有直流接入的情况下，禁止将市电接入直接带载使用。A不是所有的逆变器都具有48V防反接功能，所以在接线前要保证直流电压的极性正确。B在农村、山区等电力环境恶劣的地区使用本逆变器，逆变器的市电运行方式可能被禁止。C使用发电质量不高的油机系统输出作为逆变器的市电输入时，逆变器的市电运行方式可能被禁止，需要视具体情况决定。D在没有市电的环境使用时，逆变器可能有声音告警，如果需要取消该功能，需要向逆变器厂家咨询，并由资深电源工程师进行操作。E