常见的高频机有三种。20 世纪 90 年代末,一种类型在可控硅整流器后端增加了 BOOST 升压斩波电路,将直流升压至 UPS 输出所需的电压,从而省去了输出变压器。可以简单地理解为用直流升压取代了以往工频 UPS 变压器的交流升压,不仅降低了成本,还大大减小了 UPS 的体积和重量。可以说,这是 UPS 行业的一次重大技术革新。这种没有变压器的UPS,虽然前半部分整流器仍是可控硅器件,但其整流器的后半部分包含了一个IGBT高频升压斩波电路。从国内的定义来看,这也属于高频机。目前,这种 BOOST 升压斩波高频机型越来越少,只有一些中小功率的 UPS 才会继续使用。
随着电力电子功率器件和 UPS 控制技术的不断发展,出现了全 IGBT 机型和全 IGBT+输出隔离变压器机型,即 IGBT 整流器+IGBT 逆变无变压器机型和 IGBT 整流器+IGBT 逆变变压器机型。其整流器采用高频调节方式,调制频率一般为数千赫兹。
根据 UPS 型号整流器调制频率的定义,三台高频机的原理图如下:
高频机最大的特点是不需要变压器、体积小、重量轻、功率密度高、综合效率高、输入谐波电流低。因此,其发展前景较为广阔,高频化是电力电子发展的趋势。但在应用方面,高频机与较为成熟的工频机相比,仍缺乏环境适应性和抗冲击性。