設(she)備的(de)可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)與多種因素有(you)關，包括(kuo)電(dian)(dian)路(lu)(lu)研制定型(xing)水(shui)(shui)平、技(ji)術(shu)(shu)人(ren)員技(ji)術(shu)(shu)水(shui)(shui)平和經驗(yan)、器件選用差別、生(sheng)產工(gong)藝水(shui)(shui)平、質量管理流程等。電(dian)(dian)路(lu)(lu)結構變化有(you)個技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)熟的(de)過程，當然還(huan)包括(kuo)所(suo)選用的(de)器件性(xing)(xing)(xing)能(neng)和可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)對(dui)(dui)新電(dian)(dian)路(lu)(lu)結構的(de)適應(ying)能(neng)力(li)。所(suo)以說(shuo)電(dian)(dian)路(lu)(lu)結構的(de)變化對(dui)(dui)設(she)備可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)是(shi)有(you)影(ying)響(xiang)的(de)，影(ying)響(xiang)大小最終(zhong)取決(jue)于(yu)電(dian)(dian)路(lu)(lu)技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)熟程度和器件水(shui)(shui)平這兩個因素。

1、技術成熟是毋(wu)庸置疑

無變壓器(qi)UPS采用的(de)新(xin)技(ji)術(shu)(shu)主要有兩(liang)點：一是(shi)(shi)AC/DC高頻(pin)整(zheng)流（PFC）技(ji)術(shu)(shu)；二是(shi)(shi)輸出半橋逆變技(ji)術(shu)(shu)。這(zhe)兩(liang)項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)產生由來已久，已成(cheng)為電力電子設備(bei)的(de)經典(dian)技(ji)術(shu)(shu)，應用也非常廣(guang)泛，所(suo)以(yi)技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)熟(shu)程度是(shi)(shi)毋庸置疑的(de)。雖然把(ba)這(zhe)兩(liang)項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)集成(cheng)起來用于無變壓器(qi)UPS中僅是(shi)(shi)最近十年的(de)事情，因電路定型水平和(he)參數選擇的(de)差異也可能存(cun)在設備(bei)可靠(kao)性(xing)問題，但出現可靠(kao)性(xing)的(de)根本原因卻不是(shi)(shi)電路結(jie)構和(he)新(xin)技(ji)術(shu)(shu)的(de)應用造成(cheng)的(de)。

2、當前器(qi)件性能水平完(wan)全能夠滿足(zu)新電路結構提出的更(geng)高要求

在無變(bian)壓器(qi)(qi)UPS中，對器(qi)(qi)件(jian)性能要(yao)求(qiu)高的環(huan)節主要(yao)是半橋式逆變(bian)器(qi)(qi)，而關鍵(jian)的參數又是功率(lv)開(kai)關器(qi)(qi)件(jian)IGBT的耐壓（UCES）和(he)輸(shu)出(chu)電流（有(you)效(xiao)值(zhi)和(he)峰(feng)值(zhi)）能力，IGBT的輸(shu)出(chu)能力完全可(ke)以(yi)滿足400～500kVA的大功率(lv)無輸(shu)出(chu)變(bian)壓器(qi)(qi)UPS.

值(zhi)得注意的(de)(de)是，在無(wu)(wu)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)UPS的(de)(de)半橋(qiao)逆(ni)變(bian)電(dian)(dian)(dian)路中，輸出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)是由 400V直流(liu)(liu)母線(xian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)直接形(xing)成的(de)(de)，輸入電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)等于(yu)輸出電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)。而傳(chuan)統的(de)(de)帶(dai)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)UPS是通過輸出變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)升(sheng)壓(ya)(ya)形(xing)成的(de)(de)，在升(sheng)壓(ya)(ya)比為1：1.9或1：1.78時，同時考慮(lv)三角形(xing)/星形(xing)接法輸出電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)是輸入有(you)效(xiao)值(zhi)的(de)(de)1.73倍，所以(yi)全橋(qiao)逆(ni)變(bian)器(qi)輸入電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)是輸出電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)的(de)(de)1.9/1.73=1.1（或1.78/1.73=1.03）倍。數據說(shuo)明(ming)，對(dui)同樣(yang)輸出功率的(de)(de)UPS，無(wu)(wu)輸出變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)UPS對(dui)IGBT的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)輸出能力的(de)(de)要求并不比傳(chuan)統的(de)(de)帶(dai)輸出變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)UPS高。也就是說(shuo)，從IGBT地電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)輸出能力來看(kan)，能做多大(da)功率的(de)(de)帶(dai)輸出變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)UPS，就可以(yi)做多大(da)輸出功率的(de)(de)無(wu)(wu)輸出變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)UPS.

與帶輸(shu)(shu)(shu)出(chu)變壓(ya)器(qi)(qi)UPS相比，無輸(shu)(shu)(shu)出(chu)變壓(ya)器(qi)(qi)UPS的(de)逆變器(qi)(qi)對(dui)IGBT的(de)耐(nai)壓(ya)提出(chu)了(le)更高的(de)要求。在帶輸(shu)(shu)(shu)出(chu)變壓(ya)器(qi)(qi)UPS的(de)全橋逆變器(qi)(qi)中，IGBT的(de)耐(nai)壓(ya)就(jiu)是直(zhi)流母線電壓(ya)，一(yi)般為400多伏(fu)，而在無輸(shu)(shu)(shu)出(chu)變壓(ya)器(qi)(qi)UPS地輸(shu)(shu)(shu)出(chu)半(ban)橋逆變器(qi)(qi)中，直(zhi)流母線電壓(ya)是 400V，要求IGBT的(de)耐(nai)壓(ya)要大于800V.雖然當前的(de)器(qi)(qi)件(jian)耐(nai)壓(ya)1200V已(yi)不(bu)成問(wen)題(ti)(ti)，但此要求不(bu)僅(jin)僅(jin)是靜態(tai)耐(nai)壓(ya)問(wen)題(ti)(ti)，更嚴(yan)重的(de)是IGBT地開(kai)(kai)關電壓(ya)變化率（du/dt）和開(kai)(kai)關損耗問(wen)題(ti)(ti)，因而這是電路設計和器(qi)(qi)件(jian)選擇時必須重視和解決的(de)問(wen)題(ti)(ti)。

3、輸出隔直流問題

由于控制環節故障使一(yi)個IGBT連續(xu)導通(tong)時，或在一(yi)個IGBT或二極管短路(lu)的(de)情況(kuang)下，400V直(zhi)(zhi)流母線(xian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)會直(zhi)(zhi)接(jie)輸(shu)出(chu)到負(fu)(fu)載(zai)端（此時電(dian)(dian)(dian)感變(bian)成阻抗很小地(di)導線(xian)）。單相負(fu)(fu)載(zai)輸(shu)入(ru)(ru)整流后地(di)直(zhi)(zhi)流母線(xian)額定電(dian)(dian)(dian)壓(ya)是311V，考慮負(fu)(fu)載(zai)允許輸(shu)入(ru)(ru)地(di)+15%地(di)上限，直(zhi)(zhi)流母線(xian)額定電(dian)(dian)(dian)壓(ya)是357V，并聯在整流電(dian)(dian)(dian)路(lu)輸(shu)出(chu)端地(di)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)容(rong)耐壓(ya)通(tong)常是400V.當UPS發生(sheng)這種故障時輸(shu)出(chu)直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)(dian)壓(ya)會接(jie)近400V，濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)容(rong)和DC/DC變(bian)換器都會因輸(shu)入(ru)(ru)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)過(guo)高而(er)受到影響。

出(chu)現這(zhe)種(zhong)情況(kuang)在(zai)(zai)理(li)論上(shang)是有(you)(you)可(ke)能的(de)。然而(er)，如果(guo)出(chu)現這(zhe)一危險情況(kuang)，即使缺少了專(zhuan)門的(de)直(zhi)流(liu)分量檢(jian)測(ce)(ce)電(dian)(dian)路（例如，檢(jian)測(ce)(ce)電(dian)(dian)路故障或參數漂移等），也可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)從(cong)另(ling)一個(ge)IGBT收(shou)到的(de)驅動信號得(de)知，直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)壓可(ke)能發生(sheng)短(duan)(duan)路，從(cong)而(er)立即終止逆變(bian)器的(de)工作，同時(shi)斷開逆變(bian)器與后面(mian)負(fu)載的(de)連接。通常逆變(bian)器的(de)輸出(chu)端(duan)配備(bei)有(you)(you)一個(ge)靜態旁路開關，它(ta)可(ke)在(zai)(zai)逆變(bian)器停(ting)止工作時(shi)迅速(su)將負(fu)載切換到旁路市電(dian)(dian)供(gong)電(dian)(dian)，以(yi)保證(zheng)負(fu)載供(gong)電(dian)(dian)的(de)持續進行(xing)。逆變(bian)器保護和轉旁路供(gong)電(dian)(dian)地動作時(shi)間很短(duan)(duan)，可(ke)在(zai)(zai)輸出(chu)電(dian)(dian)壓上(shang)升過(guo)程中(zhong)完成，因而(er)不會對負(fu)載安全造成影響。在(zai)(zai)大量設備(bei)的(de)實際(ji)運(yun)行(xing)中(zhong)，這(zhe)種(zhong)故障幾(ji)乎沒(mei)有(you)(you)出(chu)現過(guo)。

4、無輸出變壓器UPS的(de)可靠性指標

如果不(bu)知道平均(jun)故障間隔時(shi)間MTBF，或者廠商提(ti)供的MTBF數據不(bu)可(ke)信的話，那么可(ke)用UPS的效率(lv)和(he)輸(shu)出(chu)(chu)能力(li)各項指標來衡量其可(ke)靠性，這些(xie)指標包(bao)括整機工(gong)作效率(lv)、輸(shu)出(chu)(chu)過載能力(li)、輸(shu)出(chu)(chu)電流峰值系(xi)數、啟動負載時(shi)輸(shu)出(chu)(chu)電流浪涌系(xi)數和(he)負載功(gong)率(lv)因數等(deng)。

無輸(shu)出變(bian)(bian)壓器(qi)UPS的輸(shu)出能力和可靠(kao)性指標與傳(chuan)統帶輸(shu)出變(bian)(bian)壓器(qi)UPS一樣，都(dou)達到了很高的水平(ping)。可靠(kao)性已(yi)不再(zai)是無輸(shu)出變(bian)(bian)壓器(qi)UPS設備(bei)的關鍵(jian)問題。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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