MU1025S-41B

• 型号：MU1025S-41B


• 数量：962


• 制造商：上海曦龙电气设备有限公司


• 有效期：2017/6/27 0:00:00

MU1025S-41B

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截至2015年底，甘肃河西地区已建成光伏装机590万千瓦、风电装机1084万千瓦。同时，甘肃全省光伏装机容量610万千瓦、风电装机容量1252万千瓦，分别跃居全国第一、第三位。新能源产业已成为推动甘肃省经济转型升级的重要动力。

李宁平发现，由于我国风、光资源与用电市场逆向分布的特点突出，甘肃省内电力消纳空间有限，电力外送通道建设相对滞后，近年来，新能源发展中出现了较为严重的弃风、弃光等现象。因河西新能源富集地区风电、光电并网难，消纳问题突出，利用小时数偏低，对企业生产经营造成了巨大的压力，也对我国构建清洁低碳、安全高效的能源供给体系造成了一定的影响。李宁平表示，甘肃省新能源发展潜力大，利用河西区位优势大力发展风光电等新能源，助力能源供给侧改革，不但符合国家政策，有助于中东部地区节能减排，又有利于全省产业结构调整和经济转型升级。因新能源送出和就地消纳受限，企业生存困难重重，严重挫伤了投资建设新能源项目的积极性。按照国家能源生产和消费革命有关要求，迫切需要加快解决甘肃弃风、弃光和限电问题，促进新能源持续健康发展。

为此，李宁平建议，以甘肃为例，要解决风、光电等新能源消纳问题，可从五个方面着手推动建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系：

　一是坚持依法治电管电，严格落实《可再生能源法》关于“可再生能源发电全额保障性收购”的政策。

二是将新能源消纳上升为国家战略，出台可再生能源配额制度，扩大风、光电等新能源消费范围和比例。同时，统筹全国电力负荷情况，按照大基地、大通道、大范围、广消纳的新能源发展思路，支持甘肃在河西地区再规划建设一条以输送新能源为主的高等级电力外送通道，促进新能源跨区域消纳；充分发挥热电联产机组集中供热、供汽优势，加快关停30万千瓦以下不符合节能环保标准的火电小机组和自备电厂机组，为新能源消纳腾出空间。

图1，带输出变压器的双变换UPS

　　（图1）所示，是一个典型的双变换UPS，输入交流电经过由D1~D4构成的全桥整流电路，整流得到220V~330V的直流母线电压，电池电压范围为160V~220V，通过隔离二极管D5送给直流母线，供逆变器，所以逆变器的输入电压范围为160~330V。为了输出220V的稳定交流电压，必然需要升压隔离式逆变变压器T1并采用SPWM调制技术（D6并非必须，仅为商品整流桥的一部分）。

　　由于使用IGBT，逆变器一定会采用SPWM技术，且尽量提高调制频率来减小输出谐波分量，但是由于考虑IGBT的开关损耗，合理的调制频率在8~10kHz。如果直接采用全桥式单极性调制方式，逆变变压器有8~10kHz的谐波分量，会有明显的可闻运行噪声，如果进一步提高调制频率到20kHz可消除可闻运行噪声，在目前技术条件下，无论选用何种芯片技术的IGBT，都会明显增加开关损耗，整机效率降低，这是不可取的。

　　现有的倍频式PWM调制技术就能很好的解决这一问题，只要采用两个反向的三角波，分别调制Q1和Q4，Q2和Q3，就能使输出的调制频率翻倍。这样一来就能保证IGBT 工作在最理想的状态，同时满足整机设计要求。

　　为了简化讨论，我们讨论一个半桥臂的工作情况，参考图一。我们分析当逆变器Q1关闭时的电压电流波形，见（图2）。由于负载电感的电流不能突变，继续流过Q2，下部IGBT的中续流二极管。其电流变化速率di/dt在寄生电感上会产生一个压降ΔV=-Lσ×di/dt，它叠加在直流母线上，可以看作在关断Q1的电压尖峰，这个尖峰电压会损坏Q1。

图2， IGBT Q1的关断波形  

　　在常见的采用半桥IGBT模块并用并行直流母线连接的ＵＰＳ设计，为了保护IGBT，使其工作在安全工作区RBSOA内，一般需要采用复杂的吸峰电路。成本高，且要消耗不少能量，有一典型的用于10kVA UPS逆变回路吸峰电路，需要80×80风扇冷却，这是UPS逆变电路亟待改进的地方。

　　产生ΔV原因可以从下式可以看出：ΔV=-Lσ×di/dt，其与IGBT电流下降速率和回路的电感成正比。要减小尖峰电压，可以减小电流下降速率，就是通常说的关断比较软，但是会增加损耗；另一方法是减小电感，这个电感就是寄生电感。

　　从原理上说寄生电感与回路包围的面积有关，在设计中，应该选用适当的低电感器件，而且器件布局尽量紧凑。

　　那么如何在UPS设计中减小寄生电感，废除耗能的吸峰电路，降低成本，这是UPS设计者关心的问题。

　　目前UPS逆变器的功率管采用的是IGBT半桥功率模块，如eupec的BSM200GB60DLC。这些IGBT都采用了双极型三极管模块的封装。其体积大，成本高，自身的寄生电感也大。

　　在IGBT发明时，在第一代IGBT开关速度不太快的前提下，厂商采用双极型三极管模块的封装国际工

业标准，可以使得用户可以不改变整机结构的情况下，方便取代双极型三极管模块，其不失为一个很好的选择。

　　结果是UPS厂商的逆变功率模块也始终按双极型三极管的半桥模块设计，这样一来引进比模块本身更大的寄生电感。寄生电感会在IGBT关断的过程中形成很大的尖峰电压。尤其当今IGBT的开关速度已很高了。

　　那末如何来减小寄生电感是一个IGBT应用关键技术，最有效的方法是把并行母线改为叠层母线，减小回路包围的面积。对于并行母线，其母线宽度与母线距离之比a/b>1，其寄生电感Lσ>300nH，而叠层母线很容易做到a/b<0.01,这样寄生电感Lσ仅为20~30nH，考虑其它因素，寄生电感Lσ实际可以控制在100nH以下。

　　封装的改进

　　为了使这一技术实用化，eupec公司在1994年制定了一种IGBT国际工业标准化的封装，即Econo，它是 第一个IGBT的封装。Econo有两种封装尺寸，即Econo2和Econo3，见（图3）。现有的主要产品是用于逆变器三相全桥模块。最近eupec推出单相全桥模块 Econo FourPACK ,其600V系列是专为UPS设计的，包括以下

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几种常用型号，见表一：

表1，Econo FourPACK 600V IGBT参数

图3， Econo 封装的IGBT模块

　　Econo FourPACK系列模块由四个IGBT和四个反向续流二极管构成，它还包括温度检测 NTC，可用于超载，过温保护；对称的芯片分布，合理的管脚设计使得模块内部和功率组件设计寄生电感最小；引出脚按能量流向分布，母线设计，控制线设计更容易。所有引出脚采用可焊接针，这样便于设计双面覆铜板叠层直流母线，它有很小的寄生电感，如果与EconoBRIDGE 整流模块一起构成系统设计更方便，更能体现优良的性能。

　　Econo 封装能符合UPS的安全标准，IEC62040-1-1，和IEC62040-1-2。

　　芯片技术及其比较

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