產品特點 

■ *的工作模式

· 雙變換在線式設計，使UPS的輸出為頻率跟蹤、鎖相穩(wěn)壓、濾除雜訊、不受電網波動干擾的純凈正弦波電源，為負載提供更全面保護。

· 輸出零轉換時間，滿足精密設備對電源的高標準要求。

· 采用輸入功率因數(shù)校正（PFC）技術，輸入功因高達0.99，提高電能利用率，很大消除UPS對市電電網的諧波污染，降低UPS運行成本。

■ DSP全數(shù)字化控制

· 采用數(shù)字化控制，各項性能指標優(yōu)異，避免模擬器件失效帶來的風險，使控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。

■ 經濟運行模式（ECO）功能

· 當輸入市電在固定范圍內時，直接由輸入市電向負載提供能量，逆變處于等待狀態(tài)；當輸入市電異常時，立即轉為逆變供電。ECO運行模式可高效節(jié)能，降低用戶使用成本。

■ 優(yōu)化電池組功能設計

·通過創(chuàng)新性的優(yōu)化電池組功能設計，無論是標準機型還是長延時機型，在滿足同樣后備時間條件下，均比傳統(tǒng)設計方案更節(jié)約電池用量。電池充電電流可以設置，很大的方便了不同容量的電池配置。

■ 環(huán)境適應性強

· 寬廣的電壓范圍，避免電網電壓變化大時頻繁地切換，適應于電力環(huán)境惡劣的地區(qū)。

· 寬輸入頻率范圍，保證接入各種燃油發(fā)電機均可穩(wěn)定工作，滿足用戶對油機使用的要求。

■ 可靠的保護功能

· 具有開機自診斷功能，及時發(fā)現(xiàn)UPS的隱性故障，防患于未然。

· 具有輸入過欠壓保護，輸出過流、過載、短路保護，PFC及逆變器過熱保護，電池過充及欠壓預警保護等多種保護，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。

· 具有自動旁路功能，當輸出過載或故障時，可無間斷地轉到旁路工作狀態(tài)由市電繼續(xù)向負載供電。

· 具有直流啟動功能，可在無市電的狀態(tài)下直接啟動UPS，滿足用戶的應急需求。

■ 豐富選件，智能管理

· 中文LCD液晶界面可顯示負載量、電池容量、輸入輸出參數(shù)及故障代碼，方便用戶運維管理。

· RS232本地監(jiān)控。UPS標配RS232接口，通過附送的監(jiān)控軟件，可以方便地進行本地監(jiān)控。

· 光耦干結點。通過DB9干接點接口可以將UPS的主要的異常信息通過干接點引出，干接點信號通過光耦隔離，用戶可以方便地利用這些信號控制一些強、弱電設備。

· SNMP卡/集中監(jiān)控卡（選配件）。通過選配SNMP卡可以將UPS接入以太網實現(xiàn)遠程監(jiān)控。集中監(jiān)控卡可實現(xiàn)多機同時監(jiān)控，記錄各機發(fā)生的事件及告警。SNMP卡/集中監(jiān)控卡為金手指板卡結構，用戶可以分期投資，需要時再購買。

· 并機接口模塊（選配件）。通過選配并機接口模塊可以實現(xiàn)多臺機器并聯(lián)供電。

l 告警繼電器卡（選配件）。多達6路的大容量繼電器隔離告警信息輸出，方便用戶接入動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

■ 可拆卸的維修旁路模塊

·10KVA UPS故障需維修時可在線取出維修旁路模塊，同時輸出負載維持不斷電。顯著提升了系統(tǒng)的可用性。

YDC9300系列技術規(guī)格參數(shù)表：

絕緣柵雙極型晶體管(igbt)是一種mosfet與雙極晶體管復合的器件。它既有功率mosfet易于驅動，控制簡單、開關頻率高的優(yōu)點，又有功率晶體管的導通電壓低，通態(tài)電流大，損耗小的顯著優(yōu)點。

1、igbt在ups中的應用情況

絕緣柵雙極型晶體管(igbt)是一種mosfet與雙極晶體管復合的器件。它既有功率mosfet易于驅動，控制簡單、開關頻率高的優(yōu)點，又有功率晶體管的導通電壓低，通態(tài)電流大，損耗小的顯著優(yōu)點。據東芝公司資料，1200v/100a的igbt的導通電阻是同一耐壓規(guī)格的功率mosfet的1/10，而開關時間是同規(guī)格gtr的1/10。由于這些優(yōu)點，igbt廣泛應用于不間斷電源系統(tǒng)(ups)的設計中。這種使用igbt的在線式ups具有效率高，抗沖擊能力強、可靠性高的顯著優(yōu)點。

ups主要有后備式、在線互動式和在線式三種結構。在線式ups以其可靠性高，輸出電壓穩(wěn)定，無中斷時間等顯著優(yōu)點，廣泛用于通信系統(tǒng)、稅務、金融、證券、電力、鐵路、民航、政府機關的機房中。本文以在線式為介紹對象，介紹ups中的igbt的應用。

在線式ups電源具有獨立的旁路開關、ac/dc整流器、充電器、dc/ac逆變器等系統(tǒng)，工作原理是：市電正常時ac/dc整流器將交流電整流成直流電，同時對蓄電池進行充電，再經dc/ac逆變器將直流電逆變?yōu)闃藴收也ń涣麟姡须姰惓r，電池對逆變器供電，在ups發(fā)生故障時將輸出轉為旁路供電。在線式ups輸出的電壓和頻率zui為穩(wěn)定，能為用戶提供真正高質量的正弦波電源。

①旁路開關(acbypassswitch)

旁路開關常使用繼電器和可控硅。繼電器在中小功率的ups中廣泛應用。優(yōu)點是控制簡單，成本低，缺點是繼電器有轉換時間，還有就是機電器件的壽命問題。可控硅常見于中大功率ups中。優(yōu)點是控制電流大，沒有切換時間。但缺點就是控制復雜，且由于可控硅的觸發(fā)工作特性，在觸發(fā)導通后要在反向偏置后才能關斷，這樣就會產生一個zui大10ms的環(huán)流電流。如果采用igbt，則可以避免這個問題，使用igbt有控制簡單的優(yōu)點，但成本較高。其工作原理為：當輸入為正半周時，電流流經q1、d2，負半周時電流流經d1、q2。

②整流器ac/dc

ups整流電路分為普通橋堆整流、scr相控整流和pfc高頻功率因數(shù)校正的整流器。傳統(tǒng)的整流器由于基頻為50hz，濾波器的體積重量較重，隨著ups技術的發(fā)展和各國對電源輸入功率因數(shù)要求，采用pfc功率因數(shù)校正的ups日益普及，pfc電路工作的基頻至少20khz，使用的濾波器電感和濾波電容的體積重量大大減少，不必加諧波濾波器就可使輸入功率因數(shù)達到0.99，pfc電路中常用igbt作為功率器件，應用igbt的pfc整流器是有效率高、功率容量大、綠色環(huán)保的優(yōu)點。

③充電器

ups的充電器常用的有反激式、boost升壓式和半橋式。大電流充電器中可采用單管igbt，用于功率控制，可以取得很高的效率和較大的充電電流。

④dc/ac逆變器

3kva以上功率的在線式ups幾乎全部采用igbt作為逆變部分的功率器件，常用全橋式電路和半橋電路。

2、igbt損壞的原因

ups在使用過程中，經常受到容性或感性負載的沖擊、過負荷甚至負載短路等，以及ups的誤操作，可能導致igbt損壞。igbt在使用時的損壞原因主要有以下幾種情況：

①過電流損壞;

igbt有一定抗過電流能力，但必須注意防止過電流損壞。igbt復合器件內有一個寄生晶閘管，所以有擎住效應。圖5為一個igbt的等效電路，在規(guī)定的漏極電流范圍內，npn的正偏壓不足以使npn晶體管導通，當漏極電流大到一定程度時，這個正偏壓足以使npn晶體管開通，進而使npn和pnp晶體管處于飽和狀態(tài)，于是寄生晶閘管開通，門極失去了控制作用，便發(fā)生了擎住效應。igbt發(fā)生擎住效應后，漏極電流過大造成了過高的功耗，zui后導致器件的損壞。

②過電壓損壞;

igbt在關斷時，由于逆變電路中存在電感成分，關斷瞬間產生尖峰電壓，如果尖峰電壓過壓則可能造成igbt擊穿損壞。

③橋臂共導損壞;

④過熱損壞和靜電損壞。

3、igbt損壞的解決對策

①過電流損壞

為了避免igbt發(fā)生擎住效應而損壞，電路設計中應保證igbt的zui大工作電流應不超過igbt的idm值，同時注意可適當加大驅動電阻rg的辦法延長關斷時間，減小igbt的di/dt。驅動電壓的大小也會影響igbt的擎住效應，驅動電壓低，承受過電流時間長，igbt必須加負偏壓，igbt生產廠家一般推薦加-5v左右的反偏電壓。在有負偏壓情況下，驅動正電壓在10—15v之間，漏極電流可在5～10μs內超過額定電流的4～10倍，所以驅動igbt必須設計負偏壓。由于ups負載沖擊特性各不相同，且供電的設備可能發(fā)生電源故障短路，所以在ups設計中采取限流措施進行igbt的電流限制也是必須的，可考慮采用igbt廠家提供的驅動厚膜電路。如fuji公司的exb841、exb840，三菱公司的m57959al，57962cl，它們對igbt的集電極電壓進行檢測，如果igbt發(fā)生過電流，內部電路進行關閉驅動。這種辦法有時還是不能保護igbt，根據ir公司的資料，ir公司推薦的短路保護方法是：首先檢測通態(tài)壓降vce，

如果vce超過設定值，保護電路馬上將驅動電壓降為8v，于是igbt由飽和狀態(tài)轉入放大區(qū)，通態(tài)電阻增大，短路電路減削，經過4us連續(xù)檢測通態(tài)壓降vce，如果正常，將驅動電壓恢復正常，如果未恢復，將驅動關閉，使集電極電流減為零，這樣實現(xiàn)短路電流軟關斷，可以避免快速關斷造成的過大di/dt損壞igbt，另外根據三菱公司igbt資料，三菱推出的f系列igbt的均內含過流限流電路(rtccircuit)，如圖6，當發(fā)生過電流，10us內將igbt的啟動電壓減為9v，配合m57160al驅動厚膜電路可以快速軟關斷保護igbt。 ②過電壓損壞

防止過電壓損壞方法有：優(yōu)化主電路的工藝結構，通過縮小大電流回路的路徑來減小線路寄生電感;適當增加igbt驅動電阻rg使開關速度減慢(但開關損耗也增加了);設計緩沖電路，對尖峰電壓進行抑制。用于緩沖電路中的二極管必須是快恢復的二極管，電容必須是高頻、損耗小，頻率特性好的薄膜電容。這樣才能取得好的吸收效果。常見電路有耗能式和回饋式緩沖電路。回饋式又有無源式和有源式兩種，詳細電路設計可參見所選用器件的技術手冊。

③橋臂共導損壞

在ups中，逆變橋同臂支路兩個驅動必須是互鎖的，而且應該設置死區(qū)時間(即共同不導通時間)。如果發(fā)生共導，igbt會迅速損壞。在控制電路應該考慮到各種運行狀況下的驅動問題控制時序問題。

④過熱損壞

可通過降額使用，加大散熱器，涂敷導熱膠，強制風扇制冷，設置過溫度保護等方法來解決過熱損壞的問題。此外還要注意安裝過程中的靜電損壞問題，操作人員、工具必須進行防靜電保護。

4、結論

①igbt兼具有功率mosfet和gtr的優(yōu)點，是ups中的充電、旁路開關、逆變器，整流器等功率變換的理想器件。

②只有合理運用igbt，并采取有效的保護方案，才可能提高igbt在ups中的可靠性。