高频UPS不间断电源重新定义不间断电源的效率与密度

　　高频UPS是现代UPS技术的主流方向，其核心特征在于采用了高频开关技术和高频磁性元件(如高频变压器)，取代了传统工频UPS中笨重的工频变压器。这个根本性的变化，带来了其一系列的技术特点。
 

　　一、 什么是高频UPS？
 

　　简单来说，高频UPS是一种采用高频脉宽调制技术进行电能变换的UPS。它通过将市电交流电先整流成直流电，再通过由IGBT等高速开关器件构成的逆变桥，在高达数千赫兹甚至上百千赫兹的频率下进行开关，最终通过微小的滤波电感和电容，还原出纯净的工频正弦波交流电。
 

　　二、定义
 

　　高频UPS不间断电源是一种采用高频开关技术(通常指开关频率在20kHz以上)和高效电力电子器件进行电能变换的电源保护设备。其核心特征在于通过高频脉宽调制技术取代传统工频UPS中的工频变压器，实现电能的转换、调控与隔离。
 

　　三、核心工作原理与技术创新
 

　　高频UPS的设计摒弃了传统的工频变压器，其工作流程可以概括为：
 

　　1.有源整流：输入的交流电首先经过一个由IGBT构成的有源整流电路。这个电路不仅能将交流电高效地转换为直流电，为电池充电并为逆变器供电，更重要的是它能主动地修正输入电流的波形，使其无限接近于正弦波。
 

　　2.高频逆变：直流电被送入逆变部分。这里的IGBT管在控制电路的驱动下，以高频率(例如20kHz以上)导通和关断，产生一个高频的脉宽调制波。
 

　　3.高频转换与滤波：这个高频脉宽调制波经过一个体积非常小的高频磁性元件进行必要的电压调整和隔离后，再通过输出滤波器进行平滑滤波，最终得到稳定、纯净的正弦波交流电输出。
 

　　三、 主要技术特点与优势
 

　　得益于高频开关技术的应用，高频UPS拥有许多超越工频UPS的显著优势：
 

　　1.高效率和节能：这是高频UPS最核心的优势之一。由于取消了损耗巨大的工频变压器，并采用了高效的有源器件和拓扑结构，高频UPS在正常模式下的整机效率可以轻松达到95%-96%，甚至更高。这意味着更少的电能浪费，更低的运行电费和更小的散热需求。
 

　　2.输入性能高：采用有源功率因数校正技术，高频UPS的输入功率因数通常高达0.99以上，这意味着它从电网汲取电能时几乎不产生无功功率。同时，其输入电流谐波失真通常低于3-5%，对电网的污染极小，是真正的“绿色电源”。
 

　　3.体积小、重量轻、功率密度高：摆脱了沉重庞大的工频变压器，高频UPS的体积和重量通常只有同容量工频UPS的三分之一到二分之一。这使得它非常适合于空间宝贵的场所，如标准网络机柜、模块化数据中心和现代化的办公室。
 

　　4.高输出性能：由于采用全数字DSP控制和高频调制，其对输出电压的稳压精度和动态响应速度非常快，能够为负载提供高质量的电能。
 

　　5.相对较低的运行噪音：由于主要散热对象是高效的电子元件而非笨重的变压器，其散热风扇的转速可以更低，使得运行噪音远小于工频UPS。