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在傳統(tǒng)雙變換UPS中，輸入電路的*個(gè)環(huán)節(jié)就是整流器/充電器。小功率的整流器和充電器是分開(kāi)的，中大功率時(shí)，由于用了晶閘管，整流器和充電器大都合在了一起。無(wú)論分開(kāi)還是合井，二者的關(guān)系和作用是分不開(kāi)的。作為現(xiàn)代UPS維護(hù)和使用的工程技術(shù)人員，了解一些這方面的電路知識(shí)是很有必要的。
2.3.1幾種單相整流器的基本電路形式
由于絕大部分IT設(shè)備電路的工作電壓都要求是平滑的直流電壓，因此要把交流市電經(jīng)整流器變換成直流輸出，再由PWM電路或其他電路變換成需要的直流電壓。所以掌握整流
器中電流的流向和一般知識(shí)，知道幾種整流方式的區(qū)別及特點(diǎn)，對(duì)于正確使用UPS和判斷故障是很有幫助的。
1.單相半波整流濾波器
圖2. 26所示是單相半波整流濾波電路原理圖，( a)是電路原理圖， (b)是整流波形圖。由于整流器具有單向通導(dǎo)的特性，所以輸入電壓VI經(jīng)整流器VD整流后變成單向脈動(dòng)波氏，輸入的負(fù)半周被隔離掉。一般整流器后面都有電容濾波器，如圖2.26 (a)中的C，將脈動(dòng)波變成直流波Ve，如圖2.26 (b)所示。
在有些情況下，由于某種原因?qū)㈦娙輷p壞，而電容上的標(biāo)稱(chēng)值又看不清楚，就元法進(jìn)行更換。在此情況下如何選擇C的電容量就成了首要問(wèn)題。這里可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的方法計(jì)算，即一般要求在放電結(jié)束時(shí)的那一點(diǎn)，電容上的電壓下降不超過(guò)5，根據(jù)電容放電公式:
式中
Uc一一放電時(shí)間結(jié)束那一點(diǎn)的瞬時(shí)電壓;
Uc0一一放電開(kāi)始時(shí)的電壓;
t一一放電時(shí)間，在半波整流時(shí)為大于lOms的值;
τ一一放電時(shí)間常數(shù)， τ=C(F)R(Ω)，單位是s。
將式(2-23)改寫(xiě)成:
按照上面的要求，為了便于計(jì)算，設(shè)放電時(shí)間為l0ms， Uc=0. 95Uc0，代人這些數(shù)據(jù)后，上式變?yōu)?
即CR = 19.5 X 10-3 ( s)，整流濾波電源的容量定了，則負(fù)載電阻R也就定了，設(shè)R=10(Ω)，于是電容量為:
可取標(biāo)稱(chēng)值為2000µF或2200µF的電容替換。
2.單相全波整流濾波器
單相半波整流一般用于小功率的情況，當(dāng)功率稍微增大時(shí)就必須用全波整流。圖2.27( a)所示為單相全波整流電路原理圖，圖2.27 (b)是它的整流波形圖。從圖中可以看出，這 是兩個(gè)單相半波整流器的組合。需要指出的是，有時(shí)這種整流器前面加了變壓器，目的是使次級(jí)電壓可以根據(jù)設(shè)計(jì)的要求隨意變化。
有的情況下小功率變壓器燒壞了，而一般機(jī)器內(nèi)的變壓器由于是非標(biāo)準(zhǔn)件，并不給出它的繞制參數(shù)，因而使用戶(hù)無(wú)從下手。遇到這種情況時(shí)可以自己動(dòng)于另外繞制一個(gè)變壓器來(lái)代替。下面給出一個(gè)簡(jiǎn)單的決定臣數(shù)的方法，當(dāng)然具體繞制時(shí)還有很多技術(shù)問(wèn)題，在此就不一一討論了。
首先看一下變壓器初級(jí)和次級(jí)之間的關(guān)系。U1、I1是初級(jí)電壓、電流，N1是變壓器初級(jí)匝數(shù)，而U2、I2是次級(jí)電壓、電流， N2是變壓器次級(jí)一半匝數(shù)。
在一個(gè)變壓器磁路中，初、次級(jí)繞組通過(guò)同一個(gè)匝數(shù)的磁通，即
或?qū)懗?/p>
由式(2-25)可以看出，變壓器初、次級(jí)間的電流比等于其臣數(shù)的反比。根據(jù)能量守衡定律:得出(2-27 )
所以(2-28)
因此，變壓器初、次級(jí)間的電流比等于其電壓的反比;而變壓器初、次級(jí)間的電壓比等于其匝數(shù)的比。這樣一來(lái)，只要知道變壓器次級(jí)電壓U2就可以算出這個(gè)變壓器的匝數(shù)比了。
因?yàn)榇渭?jí)電壓和整流濾波后的直流電壓值是一個(gè)√2的關(guān)系，而直流電壓值從隨機(jī)的UPS電路圖上即可查出。至于電流的大小可不用考慮，就用原來(lái)的鐵芯，按照算出的匝數(shù)，選擇適當(dāng)粗細(xì)的漆包線將鐵芯窗口占滿(mǎn)即可。
3.單相橋式整流濾波器
圖2.28所示是單相橋式整流電路原理圖。這個(gè)整流器的工作和前二者不同，前二者的電流在每個(gè)半波時(shí)只流過(guò)一只整流二極管，而這里每半波的電流卻要流過(guò)兩只整流二極管。全波整流器雖然只用了兩只二極管，但卻多用了一組變壓器繞組;單相橋式整流電路雖然多用了兩只二極管，卻少用了一組變壓器繞組。所以，看起來(lái)后兩個(gè)電路都是輸出全波，但由于結(jié)構(gòu)上不同，因此各有自己的使用場(chǎng)合，應(yīng)視實(shí)際情況而定。
不過(guò)二者濾波電容容量的計(jì)算原則卻是一樣的，可以根據(jù)式(2-24)來(lái)求取。整流濾波器的輸出電壓都是向交流電壓的峰值看齊，在以后的討論中不管是幾相整流，其輸出電壓都遵循這個(gè)原則。
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