高频机与工频机对比

高频机和工频机的概念解析
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

而UPS行业的发展也是从工频机向高频机的转变。

八十年代末期和九十年代初期发展起来的功率MOSFET和IGBT，其集高频、高压和耐大电流于一身,使UPS的数字化不断深化，体积小，容量大，高频化将成为UPS的发展方向，
大中型的UPS的主流结构由原来的工频机转向高频机。

工频机的结构如下图：
其基本的架构为：可控硅整流（Rectifier）→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)→升压变压器(Transformer)
这种UPS采用可控硅整流将输入的交流电整流为直流电，再通过桥式IGBT逆变器将直流逆变为交流，最后经过输出变压器将交流升压及滤波，提供纯正的交流输出。

其缺点为，从整流和逆变的过程中，都是降压环节。

可控硅整流通过可控整流的导通角调整来适应输入电压变化，确保输入交流电压变化时整流输出直流电压的恒定，因此可控硅整流以斩掉一部分输入交流电为代价，输出电压只能恒定在低于全波整流输出电压的某个数值上。

而逆变环节同样是一个降压环节，因同样用的是斩波的做法，其结果是输出电压等级的再次降低。

中，必须在输出侧加入升压变压器，将逆变UPS正是由于上述的原因，在此种结构的．
输出的较低交流电压升致合理的输出范围，最终提供了恒定的220/380V输出。

新型的高频机的结构则如下图：
其基本的架构为：二极管整流（Rectifier）→升压电路（Booster）→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)
此种的结构为双转换技术，有升压（Booster）和逆变（Inverter）两个高频环节。

因整流部分使用了二极管整流，不需要调整整流的导通角，整流后的DC电压不必控制，所以高频机的输入功率因数将提高，输入的市电范围可变宽。

而升压（Booster）的环节使用了PFC的调控技术，用IGBT工作在高频下调控，可以使BUS的电压稳定在较高的电位，而且BUS电压稳定，纹波小。

再经逆变（Inverter）的PWM调制后可得到理想的220V输出，而无需升压变压器，实现高效、节能、体积小的多重优点。

另外，在新型的高频机，充电的环节可以针对不同的电池设定不同的充电方案，达到延长电池寿命的目的。

如下图：
高频机采用全IGBT技术的UPS，在BUS上引出的直流电经过IGBT斩波控制，可实现对电池的精确充电，并可通过数字化控制细化参数设置。

如控制为恒流充电则可避免在恒压充电中出现的因开始充电时候电流大而减短电池寿命的情况。

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●高频机采用的全IGBT技术代表新型电源，特别是大中功率电源发展的方向，对比工频机有其显著的优点：
●对于输出端接入输出变压器的说明但对于IGBT输出的隔离变压器在采用全技术的高频机中完全可以省掉。

由上面可见，能使高频机同样可接入输出变压器，特殊的场合，输出变压器作为高频机的一个可选项目，UPS的性能更完善，满足不同负载的使用要求。

的输出接的输出不一致的情况。

例如负载为三相角接输入，在负载的配电与UPSUPS UPS角型的变压器可令/星型在此场合得到稳定的应用。

的输出端UPS负载要求配电的隔离，如一些医疗设备对配电的要求较为严格，此时在．
接入变压器，可以达到隔离的效果，有效抑制共模的干扰，满足负载对输入配电的特殊要求。

同样可以想到，在工频机中接入的输出变压器担当了升压和隔离双重的角色，隔离的功能并不能完善，UPS有旁路和逆变两路的输出，逆变的输出接升压隔离的变压器，而旁路的输出为直接输出，无隔离的效果。

而高频机选配的隔离变压器接入的是旁路和逆变的共同输出，所以在UPS 工作在任何的状态都能满足负载对配电的特殊要求。

高频机与工频机的性能比较
高频机与工频机区别
定义
、高频机：利用高频开关技术，以高频开关元件替代整流器和逆变器中的工频变压器1 的UPS，俗称高频机，高频机体积小、效率高。

俗称工频机，主要特点是2、工频机：采用工频变压器作为整流器与逆变器部件的UPS主功率部件稳定可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。

比较
主要来自市电电网的谐波干扰、高频机不带隔离变压器，1、其输出零线存在高频电流，整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等，其干扰电压不仅数值高而且UPS对于计算机网络的通而工频机的输出零地电压更低，而且不存在高频分量，难以消除。

信安全来讲，更加重要。

）2、高频机输出没有变压器隔离，如果逆变功率器件发生短路，则直流母线（DC BUS上的高直流电压直接加到负载上，这是安全隐患，而工频机则不存在此问题。

3、工频机的抗负载冲击能力较强。

性能比较表工频机高频机比较的指标序号．
从以上的比对中可以清晰的看出工频机在很多的方面优于高频机。

对于可靠性要求较高的一些重要、关键部位的电源保护方案还应以工频机为首选。

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