【正文】 UPS 電源設(shè)備理論培訓(xùn) 第 25 頁 共 186 頁 由于 UPS 電源中所使用的電器、電子元件品種較多，時間和篇幅限制就介紹這些，下面主要介紹北京地鐵 1 號線信號電源系統(tǒng)所涉及的 UPS 電源柜、智能電源屏、電池組以及 UPS、智能電源屏監(jiān)控方面知識進行介紹，并以工業(yè)級 CDT15KHW 機型為主進行簡要介紹和實際操作方法解說，希望對通過這些介紹，給大家在 UPS 電源、智能電源屏的實際操作中，能得到啟發(fā)和幫助 . 。反復(fù)調(diào)節(jié) W W W3，讀數(shù)即可符合要求。該表的調(diào)試也十分簡單：導(dǎo)線中的電流為零時，調(diào)節(jié) W W2使 DVM 的示值為零。 用 UGN3501T 可以十分方便地組成如下圖所示的電流傳感器 (電流表 )。 UGN350lT 是一種目前較常用的三端型線性霍爾元件。 由霍爾效應(yīng)的原理知，霍爾電勢的大小取決于： 式中， Rh為霍爾常數(shù)，它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān)； IC為霍爾元件的偏置電流； B 為磁場強度；d 為半導(dǎo)體材料的厚度。 由實驗可知，流入激勵電流端的電流 I 越大、作用在薄片上的磁場強度 B 越強，霍爾電勢也就越高。 原理簡述如下：激勵電流 I 從 a、 b 端流入，磁場 B 由正上方作用于薄片，這時電子 e的運動方向與電流方向相反，將受到洛侖茲力 FL 的 作用，向內(nèi)側(cè)偏移，該側(cè)形成電子的堆積，從而在薄片的 c、 d 方向產(chǎn)生電場 E。 霍爾電流傳感器 半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強度為 B 的磁場中，磁場方向垂直于薄片，如圖所示。s ID=25A,VGS=10V, di/dt=100A/181。s VCC=600V 1 UPS 電源設(shè)備理論培訓(xùn) 第 24 頁 共 186 頁 關(guān)斷時間 Toff 181。 15V 1 開通時間 ton 181。 500 漏極漏電流 IDSS mA VDS=1000V,VGS=0 1 漏 源電壓 VDSS V ID= 10mA,VGS=0 1000 門 源電壓 VGS(off) V VDS=5V, ID= 25mA 3 6 漏 源飽和壓降 VDSS V ID= 25A,VGS=15V 3 5 輸入電容 C pF VDS=10V,VGS=0,f=1MHz 3000 開關(guān)時間 上升時間 tr 181。 IGBT 的特點 ⑴ . IGBT 的伏安特性與二極管的通態(tài)特性沒有多大差別 ,即使是阻斷電壓額定值很高的器件 ,其電流容量也能達到很高水平 .IGBT 的伏 安特性曲線如下圖所示 ,從圖中看出 ,IGBT 的過流能力 IF主要由柵壓 UG決定 ,而與正偏壓無關(guān) . IF UG UR 0 UF GV MOSR drNPNR brPNPC(D)E(S)GE(S)C(D)UPS 電源設(shè)備理論培訓(xùn) 第 23 頁 共 186 頁 IR IGBT 的輸出特性 ⑵ .當 IGBT 的柵極導(dǎo)電溝道充分開啟 ,其集電極電流的伏安特性 (上圖中第一象限 )是指數(shù)函數(shù) ,而 VMOS和 GTR皆為線性特性 ,因而在同樣的耐壓額定值下 ,IGBT比 VMOS和 GTR都容易通過更大電流 .比如 ,對于 600V等級的器件 ,IGBT的過流能力是 VMOS的 20倍左右 ,是 GTR的 5倍左右 . ⑶ .IGBT關(guān)斷過程柵壓 UG的下降速率決定于放電電阻 RG的大小 ,所以可以通過改變 RG來改變器件通過電流的下降速率 . ⑷ . IGBT 具有卓越的高溫通態(tài)特性 ,在散熱器接近 200℃的情況下也能正常工作 ,特別適合于環(huán)境溫度很高的惡劣工作條件 . ⑸ . IGBT 在高溫環(huán)境運行時 ,關(guān)斷時間會有所增長 ,這一點值得注意 . IGBT 的電氣特性 為了說明 IGBT 的具體特性和參數(shù) ,以日本東芝公司的 MG25N2S1 型 25A/1000V IGBT模塊為例給出特性表如下 : 東芝公司 MG25N2S1的電氣特性表 (TC=25℃ ) 項 目 符 號 單位 測 試 條 件 最 小 標 準 最 大 通態(tài)電流 ID A 25 門極漏電流 IGSS nA VGS=177。門極施以正電壓時， MOSFET 內(nèi)形成溝道，并為 PNP 晶體管提供基極電流，從而使 IGBT 導(dǎo)通。對于 P溝道 IGBT，其圖形符號中的箭頭方向恰好相反。產(chǎn)品已實現(xiàn)模塊化，根據(jù)封裝型式分為四類： ⑴ 單獨 IGBT，容量一般為 15~600A， 600V~1200V； ⑵ 半橋 IGBT，容量一般為 15~100A， 600V~1200V； ⑶ 全橋 IGBT，容量一般為 15~50A， 600V~1200V； ⑷ 三相 IGBT，容量一般為 15~600A， 600V~1200V； UPS 電源設(shè)備理論培訓(xùn) 第 22 頁 共 186 頁 IGBT 的等效電路如下圖 a)所示： a). IGBT 等效電路 b). IGBT 圖形符號 圖中看出 IGBT 是以 GTR為主導(dǎo)元件， MOSFET 為驅(qū)動元件。 絕緣柵雙極晶體管（ IGBT） 絕緣柵雙極晶體管簡稱 IGBT,是由 N MOS(場效應(yīng)晶體管 )和 GTR （功率晶體管）技術(shù)結(jié)合而成的復(fù)合器件 ,是二十世紀八十年代出現(xiàn)的新型復(fù)合器件 ,在電 機控制、中頻、開關(guān)電源和 UPS電源，以及要求快速、低損耗的領(lǐng)域備受青睞。 但考慮到目前國內(nèi)外對普通晶閘管制造和應(yīng)用技術(shù)的成熟程度，在實際應(yīng) 用中更多采用兩個反向 并聯(lián)的普通晶閘管（應(yīng)用方便制造商早已提供兩個普通晶閘管做在一起的模塊）代替雙向晶閘管作靜態(tài)開關(guān)，雖然其控制線路稍為復(fù)雜，但其可靠性更高，更受用戶歡迎。 靜態(tài)開關(guān) 靜態(tài)開關(guān)是一種雙向交流電子開關(guān)元件的簡稱，其實質(zhì)就是一種雙向晶閘管（又稱雙向可控硅），它的電氣圖形如下圖所示： 門極（ G） 門極（ G2） UPS 電源設(shè)備理論培訓(xùn) 第 21 頁 共 186 頁 A K A K2 K A2 門極（ G1） 雙向晶閘管 兩個普通晶閘管反并聯(lián) 圖中 A 為雙向晶閘管的陽極， K 為雙向晶閘管的陰極， G 為雙向晶閘管的門極（又稱控制極）； A1為正向普通晶閘管 1 的陽極， K1 為正向普通晶閘管 1 的陰極， G1 為正向普通晶閘管 1 的門極； A2 為反向普通晶閘管 2 的陽極， K2 為反向普通晶閘管 2 的陰極， G2 為反向普通晶閘管 2 的門極。電原理圖如下圖示： L1R2C1L23R1C2C4輸出PE PE輸入 電源濾波器電原理圖 在現(xiàn)代 UPS 不論小容量還是大容量等級的 UPS 電源為了避免電網(wǎng)諧波對UPS 的電磁干擾和 UPS 產(chǎn)生的諧 波對住處技術(shù)設(shè)備（負載）的電磁干擾，無一例外地在 UPS 的電源輸入端加裝濾波器，我們稱之為輸入電源濾波器，在 UPS輸出端加裝濾波器，我們稱之為輸出濾波器。 在 UPS 中用它來降低輸入電壓和限制電路啟動 電流的作用，其單位為亨（ H）、 毫亨（ mH），普通電抗器其電抗值一般為毫亨（ mH）數(shù)量級。 ? 降壓變壓器，變壓器的次級電壓比初級電壓低的變壓器。 變壓器、電抗器 變壓器： 顧名思義就是將交流電源的電壓經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)換為電氣設(shè)備使用的電壓，按初級、次級電壓的不同又可分為： ? 離變壓器，變壓器的初、次級電壓相同的變壓器。（有的國家為 45mV，不盡相同），相應(yīng)電流表均以 75mV 作為不同檔次電流的電流表刻度（一般 5A 以下為內(nèi)附分流器）。 數(shù)字電流、電壓表 它是一種將電源 的電壓、電流信號經(jīng)過高壓，大電流信號轉(zhuǎn)換為低壓小電流信號后，在數(shù)碼表上顯示電壓、電流的測量儀表，要數(shù)碼表正常工作，其接線首 管支架磁心 液 體線圈彈簧極靴銜鐵斷路器保護構(gòu)件圖UPS 電源設(shè)備理論培訓(xùn) 第 18 頁 共 186 頁 頻率表接線圖頻率表 電 源AC220Vf先要有＋ 5V 的直流電源，然后按量程范圍接入被測電壓和電流。 C 級防雷系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)為通流量達 20