文档介绍：. 不间断电源中的 IGBT 应用总结来源: 半导体器件应用网摘要: 在 UPS 中使用的功率器件有双极型功率晶体管、功率 MOSFET 、可控硅和 IGBT , IGBT 既有功率 MOSFET 易于驱动, 控制简单、开关频率高的优点,又有功率晶体管的导通电压低,通态电流大的优点、使用 IGBT 成为 UP S 功率设计的首选。关键字: UPS , IGBT , 不间断电源, 1. 引言在 UPS 中使用的功率器件有双极型功率晶体管、功率 MOSFET 、可控硅和 IGBT , IGBT 既有功率 MOSFET 易于驱动,控制简单、开关频率高的优点,又有功率晶体管的导通电压低, 通态电流大的优点、使用 IGBT 成为 UPS 功率设计的首选, 只有对 IGBT 的特性充分了解和对电路进行可靠性设计, 才能发挥 IGBT 的优点。本文介绍 UPS 中的 IGBT 的应用情况和使用中的注意事项。 2. IGBT 在 UPS 中的应用情况绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 是一种 MOSFET 与双极晶体管复合的器件。据东芝公司资料, 1200V/100A 的 IGBT 的导通电阻是同一耐压规格的功率 MOSFET 的 1/10 ,而开关时间是同规格 GTR 的 1/10 。由于这些优点, IGBT 广泛应用于不间断电源系统(UPS) 的设计中。这种使用 IGBT 的在线式 UPS 具有效率高, 抗冲击能力强、可靠性高的显著优点。 UPS 主要有后备式、在线互动式和在线式三种结构。在线式 UPS 以其可靠性高,输出电压稳定,无中断时间等显著优点,广泛用于通信系统、税务、金融、证券、电力、铁路、民航、政府机关的机房中。本文以在线式为介绍对象,介绍 UPS 中的 IGBT 的应用。图1 为在线式 UPS 的主电路, 在线式 UPS 电源具有独立的旁路开关、 AC/DC 整流器、充电器、 DC/AC 逆变器等系统,工作原理是:市电正常时 AC/DC 整流器将交流电整流成直流电,同时对蓄电池进行充电,再经 DC/AC 逆变器将直流电逆变为标准正弦波交流电,市电异常时,电池对逆变器供电,在 UPS 发生故障时将输出转为旁路供电。在线式 UPS 输出的电压和频率最为稳定, 能为用户提供真正高质量的正弦波电源。. 图1 在线式不间断电源主电路图①旁路开关(AC BYPASS SWITCH) 旁路开关常使用继电器和可控硅。继电器在中小功率的 UPS 中广泛应用。优点是控制简单, 成本低, 缺点是继电器有转换时间, 还有就是机电器件的寿命问题。可控硅常见于中大功率 UPS 中。优点是控制电流大,没有切换时间。但缺点就是控制复杂, 且由于可控硅的触发工作特性, 在触发导通后要在反向偏置后才能关断,这样就会产生一个最大 10ms 的环流电流,如图 2 。如果采用 IGBT , 如图 3 ,则可以避免这个问题,使用 IGBT 有控制简单的优点,但成本较高。其工作原理为: 当输入为正半周时, 电流流经 Q1 、 D2 , 负半周时电流流经 D1 、 Q2 。图2: SCR 的延时关断现象图图3 :应用 IGBT 的旁路开关. ②整流器 AC/DC UPS 整流电路分为普通桥堆整流、 SCR 相控整流和 PFC 高频功率因数校正的整流器。传统的整流器由于基频为 50HZ ,滤波器的体积