ups电源高频开关电源中的高频电磁器件有变压器、电感滤波器和抑制噪声及尖峰的电抗器。
(1)变压器。在直流一直流变换器中的高频变压器铁芯材料采用钻基非晶合金或铁基超微基合金。钴基非晶合金主要成分钻、铁、硅、硼等,铁基超微基合金主要成分为铁、镍等。后者是新型软磁材,较前者有较好的磁性,且价格较低。工作在200kHz以上的高频变压器宜选择钻基非晶合金。
(2)电感滤波器。电感滤波器要求铁芯材料导磁率不随频率和温度变化而变化,目前采用微晶粉芯与铁镍合金粉芯材料制成的电感滤波器或功率因数校正用电感器,损耗温升都较小。
(3)噪声和尖峰抑制电抗器。在高频开关电源中,为了防止输入电源受电网干扰和输出噪声对外的干扰,均采用了抑制电抗器。这种电抗器铁芯大多为环形,铁芯上有两个数相同而方向相反的绕组,串接在电网两根进线上或者串接在两根输出线上。电抗器的材料普遍用铁氧体和磁粉芯,少数国家也有采用非晶和微晶合金铁芯,在1kHz-10MHz抑制效果较好。
ups电源在高频整流电路中,由于二极管存在储存效应,在其由截止转为恢复状态时,将产生大的电流冲击尖峰,这种电流尖峰通过馈线或以辐射方式对外进行干扰。尖峰电流抑制电抗器串接于电路中,要求它在电流尖峰出现瞬间呈现高阻抗,以达到抑制尖峰电流的目的。这种电抗器的铁芯由非合金材料制成环形,使用时单匝或多匝绕组与二极管串接,成为非线性元件。ups电源功率变换电路是高频开关整流器的核心部分之一,它包括高频变换、隔离、高频整流和平滑滤波,以下主要介绍有关高频变换技术。ups电源 高频变换是利用半导体元件的电子开关原理,把市电整流后的直流变成高频交流电。
ups电源负载电流通过电抗器L;当S呈阻断状态时,存储在L上的能量通过二极管FVD供给负载,故负载电流脉动较少而波形连续。电源能量存储到电抗器L后,即使切断电源,电流也可经FVD继续流通,所以FVD称为续流二极管。
利用此原理制成的变换器,当开关呈导通状态时,能量可向负载传输,故效率高,可以获得较大容量的输出。当采用较高的变换频率时,可获得小型和轻量的设备。这个电路是很有效的。但与推挽型变换器相比,由于变压器在使用时是单端激励,所以利用率差。在通信方面使用的变换器大都利用这个原理,此种类型亦为正激型。
ups电源在于可以简单地得到高于输入电压 图3-33 升压型变压器的输出电压。缺点是由于不是与负载串联,特别是在过负载时输入电流不通过开关元件,不容易切断负载电路。在高频开关整流器中,升压型变压器通常用于功率因数补偿电路。ups电源升压/降压型变压器。图3-34(a)是升压/降压型变压器的基本电路,图3-34(b)是带有升压/降压型变压器电路。ups电源电流流向电抗器L,存储磁能。S断开时,L里存储的磁能能量通过二极管D供给负载。输出电压U。与占空系数α及输入电压U:ups电源这种变换器也可以获得比输入电压高的输出电压。因变换器中的电抗器具有电感的作用,故在次级平滑电路上不需要扼流圈,元部件数也有所减少。
ups电源变换器的变压器利用率高,且次级侧频率增加为正激型的2倍,故电抗器可以做得很小。推挽型与单管型相比元件数要多,但与两台单管型相比元件数少而且经济,因此,往往被用在超过单管型领域的容量范围中,推挽型电路的不足之处在于使用晶体管的电压为变换器输入电压的2倍,在承受高电压大电流晶体管尚不普及时,限制了在大功率变换器中的推广使用。110处,可通过使用半桥和全桥变换器来解决,
ups电源变换器的输入电压被设置在输入端的串联电容分为两部分,加在开关元件上的电压是推挽型的1/2,故在交流220V的输入电压下,不需要使用高反压的晶体管。但在半桥电路晶体管导通时,使极电极电流增加了1倍,由于受到采用大电流晶体管的限制,故满足功率电源的要求比较困难。全桥变换器的电路如表3-14中的图8所示。它既保持有半桥电路的电压特性,又有推挽电路的电流特性。流过全桥变换器的开关的电流是半桥电路的1/2,因此适用于大容量功率的电源中。目前,高频开关整流器中,很多是采用全桥电路。谐振型变换器。谐振型变换器是利用谐振技术来控制开关接通时的电流和电压,谐振技术以正弦波方式处理功率。因此,与PWM相比,变换器开关的损耗和开关应力都减少了,所以谐振控制是理想的开关形式。ups电源电流流向LC和变换器初级。然后触发S,则电流转向S,继续流动,供给负载这种方式的优点是因在开关上通过的正弦波电流,故杂音少,元件的开关损耗也较小,其缺点是谐振条件受负载影响和电路电流的峰值大,当负载变化时其输出电压的稳定性差,需要采取较难措施予以解决。