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UPS系统保护电路设计.docx
资料介绍
UPS系统保护电路设计
引言
保护电路是UPS系统安全运行的最后一道防线，在检测到异常工况时快速动作，防止故障扩大、保护设备和人员安全。UPS系统涉及的故障类型包括过载、短路、输入过压/欠压、输出过压、过温、电池过充/过放以及IGBT故障。保护电路的设计需满足快速检测（故障检测时间<1μs）、可靠动作（保护动作时间<10μs）和分级保护（不同故障对应不同保护级别）的要求。本文从UPS保护电路的系统架构出发，系统阐述各类保护电路的设计原理和实现方法。
过流保护
过载保护
UPS的过载保护需区分短期过载和长期过载。短期过载通常由负载启动冲击引起，UPS应具备一定的过载能力。IEC 62040-3要求UPS在125%负载下持续10分钟，在150%负载下持续1分钟，在200%负载下持续200ms。过载保护通过检测输出电流有效值实现，当电流超过设定阈值时启动计时器，计时器到期后切换至旁路或关机。
短路保护
UPS输出端发生短路时，需在最短时间内限制短路电流并切除故障。短路保护通过检测输出电流的瞬时值实现，当电流超过额定电流的200%~300%时判定为短路故障，立即封锁IGBT驱动信号（响应时间<1μs），同时切换至旁路供电。短路保护需与输出断路器配合，断路器在短路时跳闸切除故障回路。UPS的短路电流承受能力需满足IGBT模块的峰值电流不超过额定电流的3倍，持续不超过10ms。
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