您好,欢迎您进入澳星通信官网!

澳星通信

只为大型数据中心(IDC)提供UPS不间断电源解决方案及高端产品
澳星全国咨询热线:
400-8398-218
数据中心用模块化UPS批发

ups用天开关器件的选择

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-10-22 09:25:00

发布时间:2014年10月22日      发布作者:admin

     UPS用开关器件应根据以下几个因素进行选择:开关频率、开关容量、开关的电压和电流等,其中应首先考虑的是开关频率。具体选择时,应先根据UPS中整流器与逆变器的工作频率确定出器件的开关频率,然后根据UPS的容量、直流环节的电压、逆变器的输出电流等来选择与电压、电流等级适合的开关器件。

    对于大、中型UPS来说,主要应用两种开关器件,一种是SCR,另一种是IGBTSCR主要应用在UPS的多相相控整流器、静态旁路开关、无触点静态输入/输出开关中,工作频率为50Hz,工作电压为220/380V。当其频率、电压都已知时,主要应注意SCR的容量要根据LrpS的容量来选择。普通型SCR的电压已高达6000V以上,电流已达数千安。 

    其自身正向压降为1.5—3V,工作频率不大于400Hz(有一种开关时间短的快速SCR,它的工作频率可达400Hz.反向恢复电流小,关断时间在10μs以下),已经能够满足大、中容量UPS的需要。IGBT主要应用在UPS的三相高频SPWM开关整流器(PFC)和三相半桥式SPWM高频逆变器中。其工作频率为5—20kHz,工作电压为800V DC。当其频率和电压都已知时,主要应注意其容量。 

    要根据UPS的容量来选择。普通IGBT的电压已达1200V,最大电流为1000A,工作频率可以高达100kHz,其身正向压降约为3v。某公司生产的IGBT,其最高电压已达6500V,最大电流已达2500A,已经能够满足大、中容量UPS的需要,再加上IGBT的驱动比较简单,是电压型控制器件,因此它在UPS电源中得到了普遍的应用。 

    为了提高新一代大功率UPS的功率密度,减小UPS的噪声,大功率水冷IGBT和新型液冷功率模块(如图1-2所示)将会取代风冷器件在UPS电源中得到普遍应用。

    下面介绍UPS主要使用的开关器件ICBT安全工作时和容量相关的几个参数。

1、集电极一发射极电压UCES

     集电极一发射极电压UCES是指当ICBT器件的栅极与发射极短接时,IGBT在关断状态下,集电极与发射极之间允许的最高电压。通常情况下,考虑到IGBT关断时,线路上有电感,容易在关断时因电流下降率大而产生电压尖峰,所以应选择IGBT工作时承受的集电极一发射极电压为IGBT最高电压的50%左右。这是选择IGBT的一个关键。 

  2、连续工作的集电极直流电流Ic

    连续工作的集电极直流电流Ic是指在给定的管壳温度下,IGBT可以将IGBT的结温升到最大允许结温时的直流电流。通常给出的是当ICBT管壳温度为25,结温为150时的直流电流值。有的产品也会给出其他温值及结温为150时的直流电流值。 

    在一般情况下,IGBT实际运行时的壳温与给出的值都不一样,因此IGBT开关器件的说明书可能会给出Ic随管壳温度变化的曲线或给出几种管壳温度情况下对应的Ic,这时可以根据IGBT工作时允许的管壳温度(与冷却方式、环境温度有关)估算出对应的连续工作电流。 

    应注意到该电流是直流电流,而将ICBT开关器件用于UPS中的逆变器时,由于通过它的电流通常是半波的正弦电流,所以选择IGBT开关器件时应按工作时IGBT流过的电流求出平均电流。求解方法如下:假设工频半波电流峰值为Ic,则通态平均电流为:Ta= 2π/1∫πo Im sinωtdωt=Im/π    正弦半波电流有效值为:I=√2π/1∫πo( Im sinωtDωt)=Im/2 GBT有效值与通态平均电流的比值为 I/ITa=π/2=1.57 ;根据有效值相等的原则来计算IGBT流过其他波形电流时的允许平均电流Id。有效值与平均值的比为波形系数: kf=I/Id Id=1.57ITa/ kf 

    当选用IGBT时,应选IGBT的通态平均电流ITa为其正常使用电流平均值的1.2—2.0倍,只有这样它才能可靠工作。因此,平均电流应该比I小一些。特别需要注意的是,当利用有效值电流计算平均值电流时,一定要注意电流流过IGBT时的波形形状。只有这样才能比较准确地计算出平均值电流,从而选择具有合适的连续工作的集电极直流电流值的IGBT开关器件,否则会使选择的IGBT容量过大,造成浪费。    
        3、连
续峰值集电极电流IcM

 在暂态情况下,IGBT集电极一发射极之间能够流过的最大电流ICH比连续工作电流大很多。一般ICBT会给出在Ims内.IGBT能够流过的最大集电极一发射极电流,通常该值为连续工作直流电流的一倍。当然,如果时间更短,则IGBT能够流过的最大集电极一发射极电流更大。 

在选择IGBT时,应该详细地了解IGBT的情况。可以对照IGBT器件的参数表、安全工作区间、损耗及对驱动的要求等来考虑开关器件IGBT的性能,以便选择更加合适UPS电源IGBT开关器件。 

相关资讯