我們聊了關于UPS的概念和分類,以及在線式UPS的三個工作模式。第三代寬禁帶半導體WBG的誕生和發展,讓很多使用Si基半導體器件的行業得到提升,今天我們就簡單地聊聊SiC在UPS中的應用優勢。
01前言
我們聊到,不間斷電源主要是為了在市電故障時能夠提供可靠和連續的電能。在一些大規模的應用場合,比如說大的數據中心、自動化生產線、醫院等等那些對于電能持續性要求比較好的領域,試想一下,美國華爾街開市的時候突然沒電,醫院手術過程中突然停電,后者的后果可是無法設想的,可見UPS的存在是必然的。
在當今這個科技飛速發展的社會,各行各業的產品都以肉眼可見的速度迭代,UPS也不例外。當然,迭代的出發點往往與成本掛鉤,可以說沒有哪一家公司愿意在成本增加遠大于性能提升的情況下推成出新。而影響成本的主要因素還是效率,而決定效率的主要因素還是損耗,損耗小了,效率自然得到提高。
下面我們再來回顧下UPS的框架:

由4個部分組成:整流、儲能、逆變和控制開關。
之前我們說效率是影響成本的主要因素,那從哪些地方改善呢?其實主要還是集中在逆變那塊。一個是電路拓撲的選擇、一個是功率器件的選擇,控制方法等等。
02簡單的比較
目前UPS的逆變電路拓撲大致就兩電平和三電平的,其他多電平的比較少見,下面我們就來簡單聊下兩電平和三電平。

三電平相對于兩電平來說,能夠做到更低的紋波電流,更高的輸出電壓,損耗相應的便會降低,相應的頻率便可以做得更高,緊接著濾波器的尺寸相應的可以減小。但是三電平的控制方式要比兩電平的來得復雜。之前我們也有聊到過三電平:
太陽能發電 Ⅶ —— 兩種三電平逆變拓撲介紹
SiC為主的WBG Semi現狀
除了拓撲,眼下流行的SiC產品同樣能夠帶來一定的應用優勢。下面我們來大致看下傳統Si基功率器件和SiC帶來的哪些區別。


上面是250kVA的UPS使用不同功率模塊下的效率和結溫的數據,SiC的使用能夠提高頻率的同時降低了損耗,提高了效率。并且SiC的驅動電路和控制方式和Si的并沒有太大的差異,所以在UPS中,SiC的使用能夠帶來很多的優勢,從而降低成本。
今天的內容就聊到這里,希望大家能夠喜歡!
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