1、压器匝比)，也与Io方向相同，此时变换器输出功率，II与IO以及EI与nE1都符合变压器匝比关系。第二状态:如图2. 5 (b)所示，外电路电压Vi仍处在正半周，负载电流Io方向是由Vi流向负载，此时令开关K1和K2都处在关闭状态，变压器付边由负载电流Io激磁，原边感应的电压是强迫二极管D2通，变压器原边电压被嵌位在E2+Vd,原边电流I1通过二极管D2向直流电源E2反充电，付边电压nE2与输入电压Vi极性相反，同时也与电流Io方向相反，付边降压，逆变器从主电路吸收功率，电流Il, I0以及电压E2+ Vd、nE2都符合匝比关系。第三状态和第四状态:此时输入电压处于负半周，负载电流是由负载流向
2、输入端，逆变器是K2和D1交替，过程与第一、二状态相同。图2-5 高频双向变换器的工作状态图双向逆变器工作在高频状态(例如20kHz)，在交流电(50Hz)的每半周(10ms)中，都经历多次输出功率和吸收功率的过程，经电感电容取平均值后，形成如图2-6所示正弦波V,随着逆变器导通比的变化，V可大可小，可正可负，从而可实现对输入电压Vi的可正可负地连续补偿，保证输出电压的稳定。（2）高频双向变换器在串连电路中的功率因数补偿功能当供电设备的输入端是整流滤波电路结构时，必然对电网形成污染，例如传统双变换式UPS，因为第一个变换器(AC-DC)多为整流或者可控整流电路，一般这种电路的输入功率因数只能达
3、到0.8左右，而输入电流谐波高达25-30%，改为十二相整流并加强滤波措施后，也仅能略低于10% 。输入功率因数低，意味着输入无功电流大，输入谐波电流则干扰破坏电网。特别是大功率UPS，这两项指标的危害很大，形成所谓的电力公害，使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、加速绝缘材料的老化;引起异步电机转矩降低、振动加剧，噪声增大;引起继电器和自动装置误动作;高次谐波对通讯线路测量仪器产生干扰;影响电能计量的精度等。图2-6 高频双向变换器的波形图所以，传统双变换在线式UPS应把改善输入功率因数和减小输入电流谐波做为技术进步的重要项目之一，现己有不少厂家用功率因数校正技术
4、改造AC- DC逆变器和UPS，可使输入功率因数提高到0. 99，如图2-7所示。其基本原理是控制电路强制输入电流跟踪输入电压实现正弦化，并与输入电压同步。此电路的特点与功能是:a、采用升压开关电路(Boost)；b、输入功率因数补偿效果理想，可达到0. 99 ；c、可稳定输出直流电压；d、功率强度为100%负载功率，做大功率有困难。将高频双向逆变器串连在50Hz交流主电路中，同样有非常理想的功率因数校正功能，我们把图2-5和图2-7所示电路等效到变压器的付边，如图2-8所示:图中:n:变压器匝数比;Ec:电池电压El和E2; K图2-5中的开关管K1和K2,输入正半周时K1工作，负半周K2工
5、作;D:图2-5中的二极管D1和D2,输入正半周时D2工作，负半周Dl工作;Vi +nEc:逆变器输出功率时加在电感L前端的电压，电感电流在电压(Vi + nEc - Vo)的作用下增加;Vi -nEc:逆变器吸收功率时加在电感乙前端的电压，电感在电压(Vo-Vi + nEc)的作用下续流;Vo反馈给主逆变器，经过主逆变器调整与电池并连的电容的电压，然后反馈给Delta逆变器的控制电路;PFC控制:Delta逆变器的控制电路，反馈信号包括输入电压、输出电压(经主逆变器转换)、主回路电流(见图2-6 );图2-7 功率因数校正技术的一种电路图图2-8 理想的功率因数校正技术电路图图2-8所示电路
6、的特点与功能是:a、采用降压开关电路(Buck);b、输入功率因数补偿效果理想，可达到0. 99;c、可稳定直流电压Ec，通过主逆变器的调整，实际上是补偿输入与输出之间的电压差，达到稳定输出交流电压的目的;d、因为功率因数补偿环节以补偿的形式串在主电路中，它的功率强度只有UPS输出功率的20%(假定输入电压变化范围是士15%)，所以它可以很轻意地实现大功率的功率因数补偿。（3）性能更优越的在线式UPS用高频变换串并连补偿电路技术做成的Silcon DP300E UPS保留了传统双变换在线式UPS的所有高性能指标，而克服了传统双变换在线式UPS在对电网污染和输出能力方面的固有缺点，使其多项电性能
7、指标得到改善和突破。a、保留了传统双变换在线式UPS的所有高性能指标，诸如输出电压稳定精度、负载动态响应、输出波形失真度、三相电压不平衡度。三相负载不平衡能力。频率跟踪能力和频率稳定度.抗干扰能力等指标，都可与传统双变换在线式UPS相媲美。b、解决了传统双变换在线式UPS对电网的污染公害Silcon DP300EUPS的Delta逆变器是一个正弦波电流源，相当于市电电网与负载之间的一个谐波隔离器，当负载有无功电流和高次谐波成份时，它可以全部隔离掉(实际是由主逆变器补偿掉)，使输入电流是与输入电压波形相同的正弦波，并与输入电压同相，输入功率因数为0.99，谐波成份3)的负载时，疲惫的逆变器就很难
8、再有多余的力量去承担了。而Silcon DP300E UPS在市电存在情况下(是UPS的主要工作状态)的两个逆变器的最大功率强度仅为负载功率的20%，不仅整机效率高(96%)，功率器件损耗小，寿命长，可靠性高，而且，它有足够的功率余量去应付特殊的负载 (冲击负载，瞬间过载等)。下表2-2是在有市电情况下两种UPS逆变器功率强度的比较，由于逆变器功率强度的不同，就使得Silcon DP300E UPS在工作效率和输出能力方面的多项指标得到改善，突破了传统双变换在线式UPS的局限，下表2-3是Silcom DP300E在线式UPS与传统双变换在线式UPS在对电网污染和输出能力两个方面的性能比较。从
9、上表可知，由于Silcon DP300E UPS的两个逆变器最大只承担负载功率的20%(假定输入电压范围是士15%)，所以整机效率大大提高，可达96%以上，而传统双变换UPS两个逆变器要承担100%的负载功率，在输入不加功率因数补偿环节的情况下，整机效率也仅能达到92%。效率高不仅仅是节省能源，更重要的是逆变器功率器件发热量小，损坏率低，寿命长，因此整机可靠性必然高在输出能力方面，两者表现出明显的差别，传统双变换UPS对负载提出了比较苛刻的限制，诸如过载量，负载电流峰值系数，负载电流浪涌系数(主要是启动负载时)，负载功率因数等，限制就意味着能力的不足。而SilconDP300E的两个逆变器最大只承担20%的负载功率，逆变器功率余量大，所以输出能力显然比传统双变换强大很多，过载能力可达20
