1摘要：本文通过大容量工频 UPS 和高频 UPS 进行原理分析、拓扑对比、实测数据分析和性能对比，全面总结了大功率工频 UPS 和高频 UPS 的优缺点和选配原则。一、工频机和高频机的定义和原理分析UPS 通常分为工频机和高频机两种。工频机由可控硅 SCR 整流器，IGBT 逆变器，旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频 50Hz，顾名思义叫工频 UPS。典型的工频 UPS 拓扑如下:主路三相交流输入经过换相电感接到三个 SCR 桥臂组成的整流器之后变换成直流电压。通过控制整流桥 SCR 的导通角来调节输出直流电压值。由于 SCR 属于半控器件，控制系统只能够控制开通点，一旦 SCR 导通之后，即使门极驱动撤消，也无法关断，只有等到其电流为零之后才能自然关断，所以其开通和关断均是基于一个工频周期，不存在高频的开通和关断控制。由于 SCR 整流器属于降压整流，所以直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入电压低，要使输出相电压能够得到恒定的 220V 电压，就必须在逆变输出增加升压隔离变压器。同时，由于增加了隔离变压器，系统输出零线可以通过变压器与逆变器隔离，显著减少了逆变高频谐波给输出零线带来的干扰。2同时，工频机的降压整流方式使电池直挂母线成为可能。工频机典型母线电压通常为 300V~500V 之间，可直接挂接三十几节电池，不需要另外增加电池充电器。按整流器晶阐管数量的不同，工频机通常分为 6 脉冲和 12 脉冲两种类型。6 脉冲指以 6 个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有 6 个开关脉冲对 6 个可控硅分别控制，所以叫 6 脉冲整流。6 脉冲整流拓扑如下：图典型 6 脉冲拓扑12 脉冲是指在原有 6 脉冲整流的基础上，在输入端增加移相变压器后再增加一组6 脉冲整流器，使直流母线由 12 个可控硅整流完成，因此又称为 12 脉冲整流。F 图所示两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成 12 相整流电路。图典型 12 脉冲整流器示意图6 脉冲和 12 脉冲的详细技术分析可参见《大功率 UPS6 脉冲与 12 脉冲可控硅整流器原理与区别》。3高频机通常由 IGBT 高频整流器，电池变换器，逆变器和旁路组成，IGBT 可以通过控制加在其门极的驱动来控制 IGBT 的开通与关断，IGBT 整流器开关频率通常在几 K 到几十 KHz,甚至高达上百 KHz，相对于 50Hz 工频，称之为高频 UPS。典型的高频机拓扑如下：图 2：高频 UPS 拓扑图高频 UPS 整流属...
