采用突波吸收電容減小UPS直流總線電壓
直流總線電壓的紋波主要由整流輸入電壓的波動和逆變器IGBT開關(guān)的反沖電壓回饋至直流總線形成。如果紋波過大,就會造成整流濾波電容溫升過高,壽命縮短,同時加大了逆變器PWM調(diào)節(jié)頻繁程度,容易造成控制電路不穩(wěn)定而導(dǎo)致故障發(fā)生。由于直流總線直接和外部電池連接,過高的直流總線紋波電壓還會成為EMI干擾源。
在整流器輸出端減小市電造成的50Hz電壓紋波主要采用大容量的鋁電解電容器并聯(lián),而對于逆變器高頻開關(guān)反沖電壓形成的電壓紋波則要尋求新的途徑來解決。如圖2是一個20KVAUPS的橋式整流濾波電路和逆變電路,其中直流總線上的濾波電容由六個2200μF/600WV的電解電容并聯(lián)組成。逆變電路的PWM頻率為20KHz,在每個IGBT模塊上安裝了如圖3所示的RCD吸收回路。在該UPS帶載16KW達到30分鐘情況下,測得的直流總線電壓波形如圖4所示,直流總線電壓紋波的峰峰值達到 120V,吸收回路上的電阻R溫度達到95°C,溫升變化為2.5°C/分鐘。如果去掉吸收 回路上的電阻R,則由于直流總線上的紋波依然存在,IGBT關(guān)斷后的反沖電壓將沿吸收回路上的D和C泄放,造成D溫升過快損壞,甚至使IGBT損壞。因此直流總線電壓紋波過大還影響到了吸收回路的正常工作。
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