基于新型逆變器的UPS電源系統的開發與設計

趙鶴群

(91550部隊，遼寧 大連 116023)

隨著電子信息技術的發展，其對計算機系統電源可靠性要求也隨之增加，位于電網與設備間的USP(Uninterruptible Power System)對提高供電質量，保證設備正常運行具有重要意義[1]。但傳統的UPS系統存在體積大、效率與可靠性低的問題，且會因電磁干擾與失誤控制而引起短路，以致燒毀器件[2]。因此，針對該類問題，本文提出一種基于新型逆變器的UPS電源系統，該系統采用Z源網絡逆變器代替傳統的電壓源型逆變器，基于Z源升降壓機制，將直通零矢量引入零電壓狀態矢量中，使電壓輸出波形理想，提高了UPS的性能。

1 UPS 的基本結構與性能

UPS根據不同的分類準則，可分為多種形式，目前常用的形式有后備式、在線式與變換式[3]。

(1)后背式，應用最早且較為成熟的一種靜止式UPS，能夠實現自動穩壓的功能，但不能解決波形畸變問題，供電狀態為后備式，結構簡單、成本低，但輸出電壓穩定性差；

(2)在線互動式，無論市電工作狀態是否正常，皆提供負載優質電流電壓，即不停止電源開關，調整方式為并聯式全功率，結構簡單、成本低，但輸出電壓穩定性差；

(3)雙變換在線式，通過逆變器輸電以實現持續性供電，其輸出的電壓、相位與市電保持一致，負載端“電隔離”市電輸入端，輸出波形質量好，但成本高、效率低；

(4)雙變換電壓補償式，在UPS中融合了電壓與無功功率補償技術，結構為串-并聯，轉換時間少，實現了真正的不間斷供電，輸出電能質量高；

(5)三端口式，不同于之前在運行過程中需要經過轉化的USP系統，三端口式USP系統采用三繞組變壓器，具有效率與可靠性高的優點，但體積大、價格高、噪聲大。……