在通訊及PC應(yīng)用無處不在的今天,UPS電源也得到了大量的應(yīng)用。所謂UPS(Uninterruptible Power System),即不間斷電源,是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接,通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或精密儀器提供不間斷且高質(zhì)量的電力供應(yīng)。
目前市場(chǎng)上流行的UPS主要有3類:后備式、在線式和線上交錯(cuò)式。
圖1:后備式UPS運(yùn)作框圖
后備式又稱為非在線式不間斷電源(Off-Line UPS),它只是“備援”性質(zhì)的UPS,市電直接供電給用電設(shè)備也為電池充電(Normal Mode),一旦市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電了,市電的回路會(huì)自動(dòng)切斷,電池的直流電會(huì)被轉(zhuǎn)換成交流電接手供電的任務(wù)(Battery Mode),直到市電恢復(fù)正常,“UPS只有在市電停電了才會(huì)介入供電”,不過從直流電轉(zhuǎn)換的交流電是方波,只限于供電給電容型負(fù)載,如電腦和監(jiān)視器。
圖2:在線式UPS運(yùn)作框圖
在線式UPS(On-Line UPS)的運(yùn)作模式為“市電和用電設(shè)備是隔離的,市電不會(huì)直接供電給用電設(shè)備”,而是到了UPS就被轉(zhuǎn)換成直流電,再兵分兩路,一路為電池充電,另一路則轉(zhuǎn)回交流電,供電給用電設(shè)備;市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電時(shí),電池從充電轉(zhuǎn)為供電,直到市電恢復(fù)正常才轉(zhuǎn)回充電,“UPS在用電的整個(gè)過程是全程介入的”。
圖3:在線互動(dòng)式UPS運(yùn)作框圖
在線互動(dòng)式(Line-Interactive UPS),基本運(yùn)作方式和離線 式一樣,不同之處在于線上交錯(cuò)式雖不像在線式全程介入供電,但隨時(shí)都在監(jiān)視市電的供電狀況,本身具備升壓和減壓補(bǔ)償電路,在市電的供電狀況不理想時(shí),即時(shí)校正,減少不必要的“Battery Mode”切換,延長電池壽命。
如上所述,無論是哪一類UPS,都會(huì)有逆變的環(huán)節(jié),而逆變可分為:推挽式、半橋式、全橋式。下面以全橋式逆變來說明。
圖4:全橋式逆變電路
在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于MOS管等的驅(qū)動(dòng),既需要很好的驅(qū)動(dòng)能力,又對(duì)隔離有需求。而世強(qiáng)代理的Silicon Labs,作為業(yè)內(nèi)著名的精密混合信號(hào)供應(yīng)商,它推出的SI823X就可以很好地解決這個(gè)問題。關(guān)于SI823X物料更多的資訊方案可以在世強(qiáng)元件電商平臺(tái)上下載。
圖5:世強(qiáng)SI823X器件內(nèi)部模塊框圖
世強(qiáng)代理的Si823x 驅(qū)動(dòng)器采用 Silicon Labs 自主研發(fā)的硅隔離技術(shù),提供符合 UL1577的 5 kVRMS 耐受電壓以及 60 ns 快速傳送時(shí)間。驅(qū)動(dòng)器輸出可連接到相同或獨(dú)立的地線進(jìn)行接地,或者連接到正或負(fù)電壓。單個(gè)控制輸入(Si8230/2/3/5/6) 或 PWM 輸入 (Si8231/4) 配置提供滯后 >400 mV 的 TTL 級(jí)兼容輸入。高度的集成、低傳送延時(shí)、較小的外形及其靈活性和成本效益性使得 Si823x 系列非常適合 MOSFET/IGBT 門驅(qū)動(dòng)器隔離應(yīng)用。
因此,在逆變電路的應(yīng)用中,世強(qiáng)SI823X不僅實(shí)現(xiàn)了隔離功能、驅(qū)動(dòng)功能,還可以實(shí)現(xiàn)PWM輸入、互補(bǔ)輸出功能。另外,它還具備多個(gè)保護(hù)功能。具體有如下特點(diǎn):
n 一個(gè)封裝內(nèi)集成了兩個(gè)完全隔離的驅(qū)動(dòng)器;
n 最高 5 kVRMS 輸入到輸出隔離;
n 最高 1500 VDC 峰值驅(qū)動(dòng)器到驅(qū)動(dòng)器差分電壓;
n HS/LS 和雙驅(qū)動(dòng)器版本;
n 最高 8 MHz 切換頻率;
n 0.5 A 峰值輸出 (Si8230/1/2);
n 4.0 A 峰值輸出 (Si8233/4/5/6);
n 60 ns 最大傳送延時(shí);
n 獨(dú)立 HS 和 LS 輸入或 PWM 輸入版本;
n 瞬態(tài)抑制 >30 kV/μs;
n 重疊保護(hù)和可編程死區(qū)時(shí)間;
n 工作溫度范圍:–40 至 +125 °C;
n 通過UL/VDE/CSA 認(rèn)證;
n 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。