UPS--IGBT-PFC整流器

N°12020年12月27日UPS技术培训资料1IGBTPFC整流主电路2IGBTPFC整流器工作原理3预充电电路4电池放电电路5电池充电电路6N线调整电路IGBT-PFC整流器N°22020年12月27日UPS技术培训资料1.IGBT-PFC整流主电路IGBT-PFC整流器主电路的组成PFC整流器C8C7LE1LE2LE3filtreEMCQ1主电源输入XM5XMR1LE4LE5LE6LEMLEMLEMC1C2C3fu3fu2fu1KA1输入静态开关NN-400V+400V0VN°32020年12月27日UPS技术培训资料DC+DC-eLR所谓PFC整流器，就是使整流器输入电流呈正弦波，且和输入电压（图中e）同相位。图示电路即可以说是IGBT整流器，也可以说是IGBT逆变器，在电路上没有区别。主要是看功率的流向。1.IGBT-PFC整流主电路三相IGBT-PFC整流器主电路的等效电路N°42020年12月27日UPS技术培训资料DC+DC-eLRABi以单相整流为例对4只IGBT用PWM信号进行控制，在A、B点可以得到脉宽调制电压UAB。电压UAB含有基波和高次谐波。由于电感L(及电容C)的作用，只有基波电流才能在e与UAB间流动。L－滤波电感R－线路电阻2.IGBT-PFC整流器工作原理单相IGBT-PFC整流器主电路的等效电路N°52020年12月27日UPS技术培训资料DC+DC-eLRABi•市电正常时，监测e、i的大小和相位，并根据iR(与e同相)和iXL(超前e90°)确定UAB的幅值和相位，并产生符合UAB要求的驱动信号，以达到输入电压与输入电流同相位。•对UAB的要求：幅值大小取决于脉冲的宽度；相位移φ大小取决于脉冲相位的时序。eUABiiRiXLφ单相IGBT-PFC整流器的工作原理2.IGBT-PFC整流器工作原理LABiXiRueN°62020年12月27日UPS技术培训资料DC+DC-eLRABi市电输入预期的电压参考信号驱动信号产生的方法之一PWM驱动信号单相IGBT-PFC整流器的工作原理2.IGBT-PFC整流器工作原理eUABiiRiXLφN°72020年12月27日UPS技术培训资料DC+DC-eLRABi市电输入不变产生的电压参考信号发生变化——幅值下降、相位后移驱动信号的产生方法不变PWM驱动信号变化：相位及脉宽当负载增加时单相IGBT-PFC整流器的工作原理2.IGBT-PFC整流器工作原理eUABi↑iRiXLφ2↑N°82020年12月27日UPS技术培训资料e正半周：•触发脉冲到来；•A下侧IGBT导通；•电感储能。e正半周：•触发脉冲消失；•电感电压反相(续流)；•B下侧二极管导通，与e叠加给电容充电。单相IGBT-PFC整流器的工作原理2.IGBT-PFC整流器工作原理DC+DC-eLRABDC+DC-eLRABN°92020年12月27日UPS技术培训资料e负半周：•触发脉冲到来；•B下侧IGBT导通；•电感储能。e负半周：•触发脉冲消失；•A下侧二极管导通；•电感电压反相(续流)，与e叠加给电容充电。单相IGBT-PFC整流器的工作原理2.IGBT-PFC整流器工作原理DC+DC-eLRABDC+DC-eLRABN°102020年12月27日UPS技术培训资料3.IGBT-PFC整流器预充电电路N°112020年12月27日UPS技术培训资料电池供电时，PFC整流器上侧的3只IGBT同时导通4.IGBT-PFC整流器电池放电电路N°122020年12月27日UPS技术培训资料电池供电时，PFC整流器的下侧3只二极管同时导通(续流)4.IGBT-PFC整流器电池放电电路N°132020年12月27日UPS技术培训资料充电器IGBT5.IGBT-PFC整流器电池充电电路N°142020年12月27日UPS技术培训资料5.IGBT-PFC整流器电池充电电路充电器IGBTN°152020年12月27日UPS技术培训资料REGULATIONDUPOINTMILIEU+390V-390VTN1TN2C8C7LNLEMVdc_negNI中线N调整电路为什么需要中线调整电路？–C7和C8之间的电压不平衡将影响逆变器的运行。–某些负载需要非平衡电流，例如分配不平衡的单相负载，将造成输出电流中含有直流成分(正的或负的)，从而造成中线的漂移。–这对直流电容是很危险的。-400V+400V中间点的调整6.IGBT-PFC整流器中线N调整电路解决方案–通过控制IGBT的指令，为中线电感提供一个补偿电流(调整的参考点为零电位点)。注:这是个慢速调整过程，采用50Hz的频率。只有当开关频率达到几KHz左右时，产生的噪声才是较明显的。N°162020年12月27日UPS技术培训资料REGULATIONDUPOINTMILIEU+390V-390VTN1TN2C8C7LNLEMVdc_negNI中线N调整电路TN1导通时：–电流流过C8电容，使C7负极的电压升高，N点电位上升，C7向直流母线放电。+400V-400V6.IGBT-PFC整流器中线N调整电路中点N的调整N°172020年12月27日UPS技术培训资料REGULATIONDUPOINTMILIEU+390V-390VTN1TN2C8C7LNLEMVdc_negNI中线N调整电路TN2导通时：–电流流过C7电容，使C8电容的负极电位更低，N点电位下降，C8向直流母线放电。中点N的调整+400V-400V6.IGBT-PFC整流器中线N调整电路通过这种调整保证了两个直流电容之间的电压平衡。如果因中线电流改变了这种平衡，则通过调整IGBT指令的导通时间，慢速调整以补偿正向或负向的不平衡。