現(xiàn)代的整流充電器分降壓型和升壓型兩種,，降壓型主要用于UPS電池組電壓低于輸入交流峰值電壓一定值的情況，而升壓型主要用于UPS電池組電壓高于輸入交流峰值電壓的情況,。

一,、輸入配電系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)中心的UPS供電系統(tǒng)中，輸入電路一個最重要的指標就是輸入功率因數(shù),。輸入功率因數(shù)低會造成成下面的不利影響：

(1)導致輸入供電線路上各環(huán)節(jié)的早期老化

輸入功率因數(shù)低的原因是輸入諧波電流成分含量大,，諧波電流經(jīng)過輸入電纜時，使電纜產(chǎn)生附加發(fā)熱量,，導致電纜外皮材料長期發(fā)熱,、變軟、變脆,、變酥,、變碎;諧波電流經(jīng)過輸入斷路器(開關(guān))時，開關(guān)出點由于長期發(fā)熱而導致接觸不良,，一個正反饋的效應是開關(guān)過早時效;諧波電流經(jīng)過輸入保險絲時,，由于長期的附加發(fā)熱而導致熔絲變軟、下垂(使整個保險絲粗細變得不均與),、自然斷裂而引起斷電。

(2)不能充分利用輸入功率

由于輸入功率中含有大量的無功分量,，有功功率被吸收,，無功功率在電纜中往復流動，使正常的有效電流通道變窄,，由于線路的“擁擠”而使單位截面積傷的電流密度加大,，功耗加大。根據(jù)歐姆定律,。導線上的功耗P為

P=I2R

由上式可以看出,，線路上的功耗和電流I的平方值成正比，與導線的電阻R成正比,，而發(fā)熱量又是功耗P和時間T的函數(shù),，即

Q=0.24Pt

這樣一個長期效應造成了電力的浪費。

(3)對供電電網(wǎng)產(chǎn)生*

輸入電路是可控硅(閘流管)整流器時,，由于可控硅的開啟往往伴隨著高壓電和大電流,，不但破壞了輸入電壓波形，而且還形成很強的傳到*和輻射*,，應系那個了同一線路上其他用電設(shè)備的正常運行,。

(4)使前置發(fā)電機的裝機功率成幾倍增大

輸入功率因數(shù)低(一般未經(jīng)補償?shù)闹禐楣β视脝蜗喽O管整流器的0.6，較大功率用三相可控硅全波整流——6脈沖整流的0.8),，可導致前置發(fā)電機的裝機功率至少3倍于UPS的額定功率,。

二,、工頻整流器與高頻整流器

由前面的討論可以看出，UPS輸入功率因數(shù)低的主要原因在于輸入部分的電路結(jié)構(gòu)和工作方式?，F(xiàn)代的整流充電器分降壓型和升壓型兩種,，降壓型主要用于UPS電池組電壓低于輸入交流峰值電壓一定值的情況，而升壓型主要用于UPS電池組電壓高于輸入交流峰值電壓的情況,。

1.工頻降壓整流器

降壓整流器有工頻和高頻之分,，而工頻又有穩(wěn)壓和不穩(wěn)壓之分。下面以UPS中應用最廣的穩(wěn)壓工頻電路為例進行討論,。一般采用三相整流,，是因為三相整流的脈動系數(shù)和紋波系數(shù)都低。一個三相可控硅全橋整流電路中用了6只可控硅整流器,，需要6個脈沖進行分別控制,，也俗稱其為6脈沖整流。三相全橋整流電路是按線電壓工作的,，在市電為額定值380V/220V時的最高整數(shù)流出電壓可達到

UDC=380V×√2=537V

一般電池組額定電壓為12V×32只=384V的浮充電壓(約438V)已足夠了,。由于這種電路是按照市電的頻率(所謂工頻)節(jié)奏而工作的，成為工頻整流器,。由于可控硅的電流容量和耐壓都可以做的很高,，因此它在中大功率傳統(tǒng)雙變換UPS中得到了廣泛的應用。又由于這種電路整流器件的開啟(相位)是可控的,，因此它就具有了輸出穩(wěn)壓的功能,。但這個輸出穩(wěn)壓的功能不能作為輸入市電大范圍變化的根據(jù)，原因是可控硅存在著在一定條件下失控的隱患,。

例如,，一個電池組額定電壓為384V，在正常情況下的浮充電壓低于440V,，如果認為及時是電線電壓額定值Un上升到135%Un時也可保證整流電壓低于450V,，就可把這時的輸入電壓(135%Un)作為改UPS的優(yōu)點提供給用戶，就會給用戶的使用埋下隱患,。當然,，按照相控原理，即使輸入市電電壓上升到150%Un,，在正常情況下也可使電池浮充電壓穩(wěn)定在440V以下,，但萬一在135%Un時可控硅失控，這時可控硅整流器就變成了普通二極管整流器,，此時的輸出整流電壓UDC就變成了

UDC=380V×1.35×√2=725V

這時就出現(xiàn)了兩個危險情況：一種情況是,，整流器后面的濾波電容是否可耐此高壓，否則必炸無疑;另一種情況是,，原來12V一節(jié)的電池,，現(xiàn)在變?yōu)槊抗?jié)電壓UB=725/32=2.6V,，這就意味著電池也因此而報廢!甚至還會帶來其他的危險，如因電池炸裂而噴出的硫酸傷人和傷物,。

另一方面,，由于6脈沖整流電路的工作是脈沖式的，對市電輸入電壓博興的破壞作用非常顯著,，使輸入電流諧波成分達到30%以上,，輸入功率因數(shù)僅為0.8左右，為了實現(xiàn)“綠色”電源的目標,，還必須進行功率因數(shù)校正,。

采用普通二極管的整流器就不具備穩(wěn)壓功能，它一般用于小功率UPS電路中,，充電器另外設(shè)置,。

2.高頻降壓整流器

在一般小功率UPS電源中，為了簡化電路的復雜程度而采用了二極管整流器,，但二極管整流器無穩(wěn)壓功能,，為了濾波電容和逆變器的安全，有的采用了BUCK型高頻降壓整流器,。

BUCK(降壓)型高頻降壓整流器工作原理：

控制信號以高頻脈沖(一般式20kHz的固定脈沖寬度)

加到開關(guān)功率管的控制極,，當一個控制脈沖到來時，VT打開,，電流由整流器二極管經(jīng)VT流向負載和濾波電容,，這是電感L儲能;控制信號結(jié)束后，VT截至,，電感L產(chǎn)生的反電勢繼續(xù)維持原來的電流流向?qū)⒋迥茚尫牛渎窂绞牵篖b→C,、R→VD→La,，使輸入形成連續(xù)的電流。電感上的能量釋放完或達到一定程度后,，功率管又被下一個觸發(fā)脈沖打開,，再重復上面的過程。這個電路的有點是簡單,，送到負載的電流是連續(xù)的,，但輸入電流仍然是脈動的。

編輯：Harris

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