Компактные модели ИБП на IGBT транзисторах.

Во всех моделях ИБП типа онлайн производства ESE используются инверторы, работающие по схеме с широтно-импульсной модуляцией на мощных IGBT транзисторах. Управление силовыми транзисторами происходит на частоте порядка 20кГц и осуществляется непосредственно центральным микропроцессором, описывающим в цифровом виде форму выходной синусоиды. Далее этот цифровой код преобразовывается специализированным цифро-аналоговым преобразователем, и сформированный сигнал поступает на управляющие схемы силовых ключей через гальваническую развязку на оптронах. Это схемное решение является эффективным, так как позволяет при небольших затратах выдавать в нагрузку большую мощность и при этом уменьшить габариты индуктивных элементов инвертора. Как следствие уменьшить вес и габариты устройства. Это особенно важно для 19” дюймовых конструктивов, так как место в шкафу ограничено.

IGBT транзисторы широко применяются при построении инвертора в трансформаторных ИБП с двойным преобразованием. Трансформаторы по своей сути являются низкоэффективными, габаритными и тяжелыми изделиями, поэтому прилагались усилия к разработке бестрансформаторных ИБП, и в результате в схеме появился новый элемент - IGBT-бустер. Трансформатор в таком варианте был завершающим звеном и повышал напряжение с выходного инверторного до напряжения, требуемого нагрузке, что и позволяло работать инвертору на пониженном входном напряжении.

Сегодня, при отсутствии трансформатора, входное напряжение можно повысить применением IGBT-бустера. В этом случае ИБП будет работать по схеме с тройным преобразованием энергии: выпрямление переменного напряжения, повышение напряжения бустером и создание переменного напряжения инвертором 220В с точностью ±1%.

Преимущества использования IGBT транзисторов в инверторах:

• Более эффективное выпрямление переменного тока, позволяющее шине постоянного тока поддерживать устойчивое выходное напряжение при более широких интервалах входного напряжения 208-478В АС и частоты, не используя переключения питания на батареи.
• Снижение коэффициента нелинейных нагрузок с 20-35% в трансформаторных ИБП с двойным преобразованием до 5-7% в ИБП с инвертором на IGBT транзисторах. Как следствие, ИБП вносит минимальные искажения в питающую силовую сеть и не требует применения дополнительных дорогостоящих фильтров.
• Повышение коэффициента потребляемой мощности до 0.99 и снижение входного тока (на 10-30%).

Перечисленные свойства IGBT транзисторов и их применение позволило компании ESE полностью перейти на бестрансформаторные схемы, уменьшить габариты и массу своей продукции, а также снизить нелинейные искажения при повышении коэффициента потребляемой мощности.