浅谈工频机UPS输出变压器
日期：2010-9-15 9:41:42 点击：
来源：网络
作者： 未知
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UPS已朝高频化发展，因为高频化结构的UPS具有很多优点，比如它比目前所谓工频机结构UPS的效率高、体积小、输入功率因数高、允许输入电压变化范围大、不需要输出隔离变压器和价格低等，是当前信息中心机房节能高效的理想选择。但由于高频机结构UPS相对于工频机UPS而言，制造困难，对制造工艺、生产手段要求较高，一般手工方式很难实现规模化和一致性。
因此，也就推迟了工频机UPS的“退休”时间，再加之工频机UPS不论对一般生产者还是一些用户而言都有些恋恋不舍。以手工为主要生产方式的厂家一时还很难上规模，再加之这两方面个别的也存在一些误解，使工频机UPS不能顺利代之以高频机UPS。比如对输出隔离变压器的误解就是一个例子。由于高频机结构UPS取消了用漆包线绕在矽钢片铁心上这种方式的隔离变压器，而工频机UPS就没取消，反而成了工频机结构UPS的优点。这就引出了好多不能取消这个变压器的说法，比如说这个变压器：
*可以在逆变器故障时切断直流电压到负载的通路，防止负载损坏，
*可以抗干扰，
*可以缓冲负载端的短路和突然变化，
*可以提高UPS的可靠性，
*可以耐电网电压的大范围变化，
二、工频机结构全桥逆变器UPS输出变压器的必要性
工频机UPS输出变压器的功能
在上个世纪七十年代，由于半导体器件的水平和品种所限，比如通流能力小和耐压能力差，不得不在输入端加一个降压变压器，经逆变器后再把电压升上去。这种早期的工频机UPS输入端是降压变压器，输出端是升压变压器;另一个特点是输入整流器和后面的逆变器都工作在工业频率，即50Hz(或60Hz)。在一些中小功率UPS中，输入整流器和充电器是分开的。这主要是因为在这些UPS中的输入整流器都是采用的没有任何调整能力的整流二极管，而电池电压的电平必须是稳定的，需要严格控制的，所以一般需另设具稳压功能的充电器电路。
在小功率中，早期的充电器一般用一个稳压块，到后来才采用了PWM开关电源，提高了充电速度和充电效率。由于中小功率UPS中采用的电池电压很低，所以输出还要加升压变压器。后来由于器件的发展才取消了输入降压变压器，成了今天的样子。
UPS变压器能提高UPS系统的可靠性和稳定性吗？
包括UPS在内的电子设备最容易出故障的主要因素是高温。在高温下，器件的漏电流增大、耐压降低。据有阿累纽斯定律介绍，当环境温度在25?C的基础上，每上升10?C，元器件或设备的寿命就减半。当温度按照10?C的算术梯度上升时，元器件或设备的寿命就会按照1/(n=1，2，3…)的几何级数规律递减。而机内的温升来自机内各个电路环节的功耗，变压器是其中之一，如果没有变压器就可以少去这部分功耗。所以从这个意义上说，由于变压器的存在，在一定程度上降低了系统的可靠性。
这里的误区在于将变压器的机械稳定性和电气性能混为一谈。这里的稳定性指的是电性能的稳定性，既然由于变压器的存在降低了系统的可靠性，当然也相应地降低了稳定性。陷入误区的人们误把电的稳定性当作机械稳定性来理解：变压器重量大，重心稳定，所以也就保证了系统的可靠性和稳定性。再者，变压器只是UPS的一个组成部分，它不给整体添麻烦也算提高了设备的可靠性，若从这个角度上说看问题，任何一个组成部分都可以这么说。
UPS变压器能使系统适应大范围的电网变化吗？
有人说：由于目前的电网供电质量不高，电压波动很大，不得不采用带变压器的工频机UPS，并说工频机变压器就可以使UPS系统适应电网电压的大幅度变化，这也正是用户所关心的问题，难怪可以打动用户的心。
一个附带的问题：在大功率变压器中由于三角形变星形可消除三次谐波，所以这也是抗干扰。实际上在数据中心的IT设备大部分用的是相电压220V，在这个电压上三次谐波依然存在，只是在线电压380V上由于相移的关系才消除了三次谐波，所以不用这个电压的用户享受不到这个好处。
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