可并联UPS电源多为三相中、大功率UPS,因此为实现并联运行,控制电路成本的增加一些对总成本影响不大。而普通小功率UPS的控制电路一般较简单,特性也不如大功率UPS电源好,因此要实现并联运行,电路的设计要综合考虑控制电路特性和成本的关系。在这方面各大公司都有一些独特的经验,如采用同一规格的电源模块和控制电路以适应不同容量的客户要求以及实现不同的控制功能。
2可并联单元数增多,以多种途径实现高可靠并联运行,进入模块化时代
目前,几种品牌的UPS如梅兰日兰、Exide、Victron、西力、西门子、三菱、东芝、APC等公司可以实现并联运行,但大并联单元数不超过10个;而PKElectronics公司声称可并联100个以上,因而并联单元数的增多是今后的发展趋势。而并联系统控制方式呈现多样化,其中仅Exide公司为无互连线独立控制的并联方式,而其他公司多以主从控制或分散逻辑控制方式为主。
3采用高频链结构技术
为完成UPS的并联、提高UPS的性能和减小UPS模块的体积,各公司大多采用高频链结构技术。高频链式大容量UPS简称高频机,由于UPS内省去了工频变压器,装置的体积重量大为减轻,同时也节约了成本,减少了装置的复杂性。高频机的输入端一般采用高频整流,因此可以获得较高的功率因数及较低的电流谐波,具有很好的输入特性。
4通过软开关设计,实现高效率
采用高频链技术的必然结果使开关损耗显著增加。传统的谐振变换软开关技术一定程度上可以减少开关损耗,但仍存在的不足。在90年代初,美国弗基尼亚电力电子研究中心主任李泽元教授提出了“软开关PWM”概念,即功率开关器件只是在开关转换前后的一个小区间与线路外加LC元件工作在谐振状态,以构成电压或电流的过零点来实现功率器件的软开关,在开关全周期仍工作在PWM模式。由于“开通”、“关断”都是零电压,因此又称“零电压转换”(ZVT,ZeroVoltageTransition)。这种电路结构在高频电能变换中,即组成各种高频冗余式UPS中,将得到广泛应用。将各并联UPS之间通过并联控制单元及控制器局部网(CAN,ControllerAreaNetwork)总线互联,通过CAN总线进行数据交换,可以实现UPS冗余并联控制时的监控,从而大程度的保证了UPS冗余并联及对负载供电的可靠性。这种系统通过网络和通讯构成智能化UPS,采集并报告各种信息数据,分析并给出处理方法,便于及时维护。
7通过电磁兼容(EMC)设计,实现电磁环境绿色化
冗余式UPS的电磁兼容问题有其特殊性。功率半导体开关管在高频开关过程中产生高的di/dt和dv/dt,会引起强大的传导电磁*和谐波*。研究表明,冗余式UPS装置中的电磁噪音源,主要来自主开关器件的开关作用所产生的电压、电流变化。变化速度越快,电磁噪音越大。