一種用隔離變壓器降低UPS輸出零地電壓的方法

解決零線對地高電壓現(xiàn)象的SD系列電源隔離變壓器

零地電壓很高怎么解決？為了使負載能夠正常的通電工作，我們可以采取降低所輸出的零電壓的方法。具體做法是把總的隔離變壓器增加在UPS的后端，將隔離變壓器的輸入端和輸出端之間進行電氣連接，將變壓器的副邊進行零地短接，這是一種降低零電壓很有效的方法。詳情聯(lián)系臺州力威客服。

本文關鍵詞:隔離變壓器;UPS;零地電壓

用戶在使用安裝一些負載時，比如HP小型機或IBM服務器等一些負載，用戶一般對UPS輸出的零地電壓有比較高的要求，通常情況下要求輸出的零地電壓要小于1V。但在實際工作中，在安裝或者調試時發(fā)現(xiàn)一個問題，就是在UPS未開機時，輸出的零地電壓還能達到要求，但是在開機運行時，就出現(xiàn)了零地電壓超出所要求的范圍。

本文就這個問題分析了用SD隔離變壓來降低UPS輸出零地電壓的方法。

零地電壓產生的機理分析

在導線之間存在著一定的耦合電容和電感，在零線和地線的地方，高次諧波將會產生一定的高頻電流，這樣的情況下也有可能將零地電壓升高。

在SPWM調制脈沖的正調控下，正SPWM交變電流在調制頻率為15-20kHz的條件下將會形成高頻交變電流通道，此通道將會沿著電解電容C3的正極到S3功率管，然后通過高頻濾波電感L1到高頻濾波的電容C1，然后到UPS內部零線，最終到達電解電容C3形成一條負極高頻交變電流的通道。

與以上情況類似，當負SPWM交變電流在調制頻率為15-20kHz的條件下將會形成負極高頻交變電流通道，此通道將會沿著電解電容C4的正極到UPS內部零線，S3功率管，然后通過S4功率管到高頻濾波的電感L1，最終到達電解電容C4負極形成一條負極高頻交變電流的通道。

在這種高頻交變電流作用的情況下，在UPS的輸出端會輸出零線對地線電位輸出波形，這種波形是一種帶高頻尖峰干擾型并且幅度偏大的零線對地線輸出的波形，這種波形就是我們討論的零地電壓。

零地電壓解決方法

通過以上對零地電壓的分析，我們可以從產生零地電壓的原理出發(fā)，找到解決零地電壓的方法。

經過對產生零地電壓原理進行分析，可以采取把總隔離變壓器加在UPS后端，將隔離變壓器的輸出端和輸入端進行可靠的電氣連接，然后將隔離變壓器的副邊進行零地短接，這樣的做法可以使零地電壓降低，并且可以保證負載正常運轉，這是一種非常有效降低零地電壓的方法。

隔離變壓器又被成為雙繞組式或者是感應式變壓器，它是不同電源和電氣設備中的一個主要部件，它的特點是兩個繞組之間是隔離的，這樣就可以大大的衰減諧波的干擾。另外由于各繞組之間是隔離的，所以在同時觸及地和輸出部分的帶電體時，就可以避免觸電事故的發(fā)生。它是通過電磁感應來傳送電功率的，另外隔離變壓器的輸出和輸入電壓可以根據(jù)用戶要求進行設計。

在UPS輸出端增加隔離變壓器不僅可以使零地電壓降低，而且還有很多優(yōu)點，如以下幾點:

⑴隔離變壓器傳輸工頻電能是通過初級繞組和次級繞組之間的電磁耦合來實現(xiàn)的。初級繞組和次級繞組之間帶有靜電屏蔽層的緣故，可以使公用電網(wǎng)和負載之間實現(xiàn)完全隔離，這樣就使電網(wǎng)中的瞬變脈沖等信號減少了對系統(tǒng)的干擾。

(2)UPS后端如果裝有隔離變壓器，直流成分就不會出現(xiàn)在負載側，這樣就可以有效的保護計算機，另外網(wǎng)絡或者是通訊設備的開關電源就不會受到直流電流的破壞。在非線性負載狀態(tài)下，也展現(xiàn)出來其優(yōu)點，防止了非線性負載電流的畸變，這樣就可以使交流電源正常工作，并且不會對電網(wǎng)產生污染，這樣就大大提高了UPS的負載能力，并且是電網(wǎng)得到了凈化，而且負載的兼容性也比較好。

(3)在設計靜態(tài)開關電路上也有大大的優(yōu)點，可以使靜態(tài)開關電路實現(xiàn)真正的零中斷運轉在輸出端設置隔離變壓器，可以讓電流隔離，然后再此基礎上設置靜態(tài)開關電路，在這種條件下，可以使在任何狀態(tài)下轉換都可以達到無中斷的輸出電壓，這種做法就真正意義上實現(xiàn)了零中斷運轉，使負載可以在安全的條件下進行工作。

(4)如果在隔離變壓器的輸入端進行采樣，那么在非線性負載電流畸變的情況下，也可以得到準確的采樣，從而可以得到與實際情況反應情況一樣的控制信號。

(5)在負載不平衡時，穩(wěn)壓電源也不會受到負載不平衡的影響，仍然可以正常工作。(6)另外還有去除三次諧波的優(yōu)點，使濾波具有抗干擾的功能。

做法注意事項

在進行UPS后端加入隔離變壓器時，要注意不可以把負載零線與電網(wǎng)零線相接，并在此基礎上接地排的接地一定要按照接地規(guī)范的要求來連接，如果不按照接地規(guī)范的要求去接地,就會使系統(tǒng)不可靠，從而使設備造到損壞，所以只有在滿足機房接地規(guī)范的基礎上，才能保證系統(tǒng)安全可靠的運行，若連接方式都按照以上所訴來連接，那么UPS供電系統(tǒng)對電網(wǎng)不會造成任何負面影響。

在UPS后端加入總隔離變壓器后可以有效的解決在負載側零地電壓的問題，實際測量了一下在UPS后端有隔離變壓器和無變壓器的一些數(shù)據(jù)，實際測量的數(shù)據(jù)是在帶有隔離變壓器的零地電壓幅值是0.4V，不帶隔離變壓器的是3.2V，在帶有隔離變壓器的零地電壓波形是無失真的50Hz的正弦波，相反情況下是帶高頻尖峰的正弦波，在帶有隔離變壓器的零地電壓內阻特性是高內阻型的電源，相反情況下是低內阻型的電源，從實際測量結果中可知，在UPS后端增加總的隔離變壓器的好處。