"高頻機(jī)"將成為數(shù)據(jù)中心的首選UPS機(jī)型

50年來，隨著功率半導(dǎo)體器件和電力電子技術(shù)的進(jìn)步，UPS設(shè)備經(jīng)歷了由帶多個輸出工頻變壓器到單個輸出工頻變壓器的演變過程，而性能更好的大功率IGBT器件和更先進(jìn)的控制技術(shù)的出現(xiàn)，為UPS設(shè)備從根本上去掉輸出隔離變壓器創(chuàng)造了物質(zhì)條件，使其在高頻化、小型化、節(jié)能化和綠色環(huán)?；矫嫒〉昧碎L足的進(jìn)展，這就是人們所說的“高頻機(jī)”。這種機(jī)型集中體現(xiàn)了UPS電路技術(shù)的進(jìn)步，代表著UPS技術(shù)的發(fā)展方向。與傳統(tǒng)的帶輸出變壓器的UPS相比，它在進(jìn)一步縮小體積、減輕重量、改善性能、提高效率、降低成本等方面，都取得了明顯的改善和進(jìn)步，成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心UPS設(shè)備的首選機(jī)型。

1、去掉輸出變壓器是UPS電路技術(shù)的進(jìn)步

傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換式UPS電路的特點(diǎn)之一是通過工頻隔離變壓器輸出。應(yīng)該說，采用輸出變壓器是UPS逆變器輸出電路形式所決定的，而變壓器的存在卻是弊大于利。逆變器電路技術(shù)演變過程的一個顯著的表現(xiàn)形式是：是否必須用變壓器，如何配置變壓器，是否可以去掉變壓器。

UPS電路技術(shù)的進(jìn)步取決于功率半導(dǎo)體器件的進(jìn)步，從晶閘管到雙極型功率晶體管以及集成控制器的IGBT等功率半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，伴隨著UPS輸出電路由四個變壓器到一個變壓器的演變過程，如圖5.1所示。自19世紀(jì)80年代起，UPS逆變器開始只含有一個變壓器。

　　2、——UPS輸出隔離變壓器的功能

了解傳統(tǒng)UPS輸出隔離變壓器的功能是非常重要的，因?yàn)橹挥挟?dāng)電路措施能夠完全實(shí)現(xiàn)它的功能時，才有可能在新一代設(shè)備中替代并取消它。應(yīng)該說這個變壓器是工頻機(jī)全橋逆變器不可分離的組成部分，它的作用也很簡單：升壓和產(chǎn)生三相四線輸出的零線。

①輸出變壓器的功能之一是為單相負(fù)載提供所需的零線

傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換式UPS輸出變壓器的一個重要功能是在UPS輸出端產(chǎn)生給單相負(fù)載供電時所需要的中性線（或零線）。

帶輸出變壓器UPS的DC/AC逆變器通常是由全橋電路組成。輸出端必須加變壓器，否則就完不成輸出單相或三相四線交流電壓的功能。所以此變壓器應(yīng)視為產(chǎn)生輸出零線的變壓器。

以單相UPS輸出DC/AC逆變器為例，它是一個全橋逆變電路，每個橋臂有兩個串聯(lián)IGBT（VT1-VT4），輸出交變電壓UAB由兩個橋臂的中點(diǎn)A和B引出。

當(dāng)VT1和VT4同時通導(dǎo)（VT2和VT3截止）時，由直流電壓E形成的電流回路是電壓E的正端-VT1-負(fù)載A端-負(fù)載-B端-VT4-電壓E的負(fù)端；而VT2和VT3同時導(dǎo)通（VT1、VT4截止）時，由直流電壓E形成的電流回路是電壓E正端-VT2-負(fù)載-B端-負(fù)載A端-VT3-電壓E的負(fù)端。如果VT1和VT4與VT2和VT3交替導(dǎo)通的周期是50Hz，則加在負(fù)載上的電壓UAB是幅值為直流電壓E的50Hz方波或者準(zhǔn)方波，如果VT1和VT4以及VT2和VT3都以高頻正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）規(guī)律導(dǎo)通和截止，則負(fù)載端電壓UAB是幅值可調(diào)整的正弦波。