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中大功率UPS不间断电源系统的重要功率器件IGBT

2019-11-14   点击量:28

中大功率UPS不间断电源系统的重要功率器件IGBT。IGBT功率器件广泛应用于不间断电源系统UPS的设计中。这种使用IGBT的在线式UPS电源具有效率高,抗冲击能力强、可靠性高的显著优点。中大功率UPS不间断电源采用了先进的IGBT功率器件、性能优越的SPWM逆变器,可在线实时监测、记录UPS蓄电池组中任何一处地方。


中大功率UPS不间断电源系统的重要功率器件IGBT


随着IT产业的复兴、通讯产业的持续发展,以及各行各业对于大容量数据机房的巨大需求,中大功率UPS电源的使用量越来越大,对于UPS的技术要求也越来越高。同时,配套产业以及器件的发展给中大功率UPS的技术发展带来了机遇。新型磁性元器件、新型半导体功率器件、新一代数字信号处理器等层出不穷,这些都让中大功率UPS的技术水平达到了前所未有的高度。


中大功率UPS电源中以往广泛使用的硅钢类电感、变压器将有机会得到替换。从而可以大大提高磁性元器件的功率密度以及性能水平,UPS系统的功率密度以及性能也将由此而得到提高。作为中大功率UPS不间断电源中的重要功率器件,IGBT以及SCR器件近年来也得到了极大的发展,各大厂商针对UPS的发展需要提出了大量的解决方案。


IGBT模块给UPS的高频整流器、逆变器带来了前所未有的机遇,从而为三电平技术的推广应用打下了坚实的基础,这种IGBT模块将所有的器件集成在一起,简化了系统设计,提高了可靠性,给这种技术在UPS不间断电源中的应用带来了机会。


在UPS电源中使用的功率器件有双极型功率晶体管、功率MOSFET、可控硅和IGBT,IGBT既有功率MOSFET易于驱动,控制简单、开关频率高的优点,又有功率晶体管的导通电压低,通态电流大的优点、使用IGBT成为UPS功率设计的首选。


工业UPS不间断电源方面应用主要用于各种电机驱动,从功能上来说,IGBT就是一个电路开关,用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上的。另外,一些半导体工业的最新器件,例如SiC、ESBT、JFET等,也将逐渐地在UPS产品中得到应用,在提升各个子系统性能的同时,提升UPS系统的各项指标。


UPS不间断电源的功率开关为可控硅,第二代为大功率晶体管或场效应管,第三代为IGBT(绝缘栅双极晶体管)。


大功率晶体管或场效应管开关速度比可控硅要高一个数量级,而IGBT功率器件电流容量和速率又比大功率晶体管或场效应管大得多和快的多,使功率变换电路的工作频率高达50kHz。变换电路频率的提高,使得用于滤波的电感、电容以及噪音、体积等大为减少,使UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高。


钜大特种电池工程研究院

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