连云港梅兰日兰蓄电池M2AL 12-200电力系统12V200AH价格
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通信用UPS行业标准的制定与应用
不间断电源(UPS)实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、更新换代快的产品，现已广泛应用在工业、能源、交通、金融、信息、航空、国防、教育、文化等领域。随着电信技术、通信网络的智能化改造和IDC(主机托管)等业务的飞速发展，采用交流供电的设备大量增加。通信行业标准YD/T1095《通信用不间断电源-UPS》版于2000年及时颁布实施，为我国UPS设备的研发、生产、测试、工程设计、验收和维护管理提供了技术依据。
1、UPS相关的通信行业标准 UPS在通信行业的作用越来越重要，TC4将其作为重要课题进行研究，与其相关的行业标准有：——YD/T1095-2008通信用不间断电源(UPS)；——YD/T1963.4-2009通信局(站)电源设备维护技术要求 第4部分：不间断电源(UPS)系统；——通信用模块化不间断电源技术条件。 1.1 YD/T1095-2008 YD/T1095的版是2000年颁布实施的，为运营商选型提供了重要的质量检验依据，去年在总结多年应用经验的基础上，并根据UPS的技术发展和产业现状，对YD/T1095-2000进行了修订，YD/T1095-2008的主要指标如表1所示。 从表中可以看出，输入功率因数、输入电流谐波成分及输出电压稳压与旧版指标相比均有较大提高，前两项Ⅰ、Ⅱ类指标基本不变，但删除了Ⅲ类指标，因此提高了合格的门槛；小功率UPS的效率由80%提高到82%，增加了≥60kVA机型半载时的效率指标；输出电压波形失真度分别规定了阻性和非线性两种负载条件下的指标要求(2000版只规定线性负载情况)。这些是比较关键的指标，每次运营商选型测试都非常重视，提高能效指标符合节能减排、绿色环保的发展方向。 1.2 UPS维护技术要求 UPS是保证通信供电连续性的主要设备，其可靠运行是确保通信安全的关键。它和其他通信设备一样也存在失效和冗余等问题，设计、安装、使用、维护等各个方面对产品的性能和寿命均有较大影响，尤其在维护上必须及时发现和处理各种故障，才能延长UPS的使用寿命，确保通信系统的安全运行。 (1)UPS的维护项目与要求 标准中的重点维护项目有：——UPS和机房应保持清洁，风扇、过滤网的通风顺畅都是非常重要的，否则影响散热效果；——定期测量元器件和部件、蓄电池连接条的温升等，及时发现安全隐患；——定期测量UPS的输入线电压、输入相电压、输入频率、输入电流谐波成分、输入功率因数、效率、输出相电压、输出频率、输出火线-零线波形、蓄电池的充电电流等参数，应符合相关要求；——对于并联冗余系统，应定期检查负载均分性能。 (2)现场验收项目与要求 由于检测的局限性，往往无法全面考察并机工作性能，尤其是大功率UPS，样品准备非常困难，因此在UPS维护要求中强调了现场验收项目和要求，首先应核查前后级配电开关容量的额定值或整定值、功能等是否满足负载的正常要求，输入/输出线径是否符合标准、接法正确且标识清楚，并按照YD/T1095-2008的要求测试电气性能和功能。在现场，由于多台UPS设备已安装到位，连接完成，在正式使用前充分试验并机功能是很有必要也是可行的，方法如下：——UPS并机工作带半载，记录各台输出电流，计算并机负载电流不均衡度；——分别关闭一台或多台UPS，再重新投入，检查输出电压波形有无明显变化；——UPS并机工作带半载，分别关闭各台UPS市电、旁路输入开关，模拟市电停电，再恢复市电供电，检查UPS输出电压波形有无明显变化；——UPS并机工作带半载，然后转到油机供电，再倒回市电供电，检查UPS输出电压波形有无明显变化，测量UPS的频率跟踪速度。 (3)关键器件及其寿命 这部分提示用户在UPS的工作年限内，不能忽视关键器件的维护和更换：——滤波电解电容的实际工作寿命一般与环境温度、工作电压、纹波电流或谐波电流等因素有关，滤波电解电容的建议工作年限为6～7年，5年后或根据设备的要求进行更换，电容若出现防爆阀开裂、外表鼓胀或漏液等现象应立即更换；——风扇的建议工作年限为6年，5年后宜进行更换，日常维护中应检查风扇转速和噪声，异常时应立即更换。 1.3 模块化UPS (1)模块化UPS的优点 模块化UPS由于具有以下优点，近几年在通信行业的应用逐步增多：——可扩展性：扩容升级方便；——可维护性：具有在线热插拔功能，加减功率模块无需转旁路；——绿色节能：效率高、输入电流谐波成分低；——性价比高：降低用户初期购置费用、日后扩容维护及设备的运营成本；——可用性高：可有效降低平均修复时间MTTR，提高供电系统的可用性。 (2)模块化UPS的定义 模块化UPS具有“N+X”的架构特性，由输入配电、输出配电、功率模块、监控模块等组成，其中功率模块在机械上具有独立的框架结构和完整独立的功率变换功能，系统电路拓扑如图1所示。 (3)关注问题 该标准制定过程中考虑了以下重点课题:——热插拔功能:提高系统的易维护性，在冗余允许的情况下可以进行在线维护，实现“零维修时间”；——各模块的故障隔离性和抗冲击能力：要求具有故障功率模块自动退出功能，系统运行中，故障功率模块应自动退出运行，不影响系统其他部件的正常工作，保障供电安全；——对各种电流不均衡度、环流等参数进行详尽的规定：如输入电流不均衡度、旁路电流不均衡度、输出电流不均衡度、输出空载环流度等。 2、UPS测试情况分析 UPS的输入功率因数、输入电流谐波成分、电压波形失真度、电源效率是运营商选型测试时都非常重视的。这些参数除了与元器件质量及匹配有关外，还与工作原理、电路形式及设计有很大关系。 2.1 高频机与工频机的比较 UPS的整流部分按照设计电路工作频率的不同可分为高频机和工频机。高频机采用较高工作频率的PWM电路原理及微处理器控制技术，工频机采用传统的模拟电路原理。两者除了体积、重量的差异比较明显外，在指标参数方面也有所不同，图2示出了两者在输入功率因数、输入电流谐波成分、输出波形失真度、电源效率等参数的统计数据，工频机的外置滤波器使效率下降1%左右。两者的选择要根据客户的需求、安装环境、负载情况等条件权衡考虑。 2.2 整流模式的比较 UPS整流器的工作原理可分为IGBT整流、6脉波模式为主、12脉波模式为主及可控整流+IGBT升压电路，图3中示出了各种整流模式的UPS在满载、轻载、阻性负载、非线性负载条件下的四个参数的统计数据，不同工作原理UPS的输出参数差异较大。 2.3 滤波方式的比较 UPS的滤波方式对其技术指标的影响也很大，图4中示出了无滤波、只有无源滤波及无源滤波+有源滤波等三种模式的UPS在满载、轻载、阻性负载、非线性负载条件下的四个参数的统计数据。2013年中国光伏逆变器市场现状与趋势分析
一、2010-2012年中国光伏逆变器产品市场总规模1、2010-2012年中国光伏逆变器产品市场规模分析
2009年是中国光伏逆变器开启的元年。2010年，市场从无到有，受市场基数较小影响，增长率较大。2011年下半年，受太阳能光伏发电市场的快速增长，中国光伏逆变器市场才真正发展起来，市场竞争更加激烈，涌现出了一批新的市场进入者。2012年光伏行业受经济低迷及美欧“双反”双重压力，产业链产品价格持续下跌，受此影响，国内积极应对，规模化逐步启动，2012年中国光伏逆变器市场规模达到27.48亿元。2011年逆变器产能的扩张使得2012年市场整体呈现供大于求的状态，同时，光伏市场低迷，竞争激烈，销售价格持续下跌，受价格跌幅较大拖累，2012年中国光伏逆变器市场增长率下降。
二、2012年中国光伏逆变器产品市场特点
1、鼓励政策密集出台
光伏产能的持续扩张导致光伏产业链价格整体下跌，上游光伏制造商亏损不断。2012年中国光伏行业遭受欧美“双反”、欧洲反倾销调查多重压力，市场低迷，政府出台了多项政呓懈稍ぃ绕涫?012年下半年，以装机量超预期的金太阳示范工程为代表的政策对市场起到了较大刺激作用。
2、分布式成为光伏技术应用推广的主要增长动力
光伏分布式发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导“就近发电，就近并网，就近转换，就近使用”的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。然而分布式发电对如何化太阳能发电量、如何保证电网安全也提出了严格要求，这一过程光伏逆变器的功能性和稳定性也显得异常关键。
由于大型电站并网问题尚未得到有效解决，分布式将成为我国光伏技术应用的主要内容。德国等光伏大国在分布式发电应用上的成功经验，也为我国发展光伏发电提供了很好的借鉴。金太阳示范工程作为推广分布式发电的重要政策，在我国每年新增光伏装机中占有较高比例；随着其审批规模的迅速提升，国内光伏产业链包括逆变器厂商在内的各相关企业都直接受益。
3、产品价格继续走低
随着中国光伏装机市场的启动，电气设备生产商争相涌人，竞争对手扩大生产规模，致使逆变器销售价格下降。激烈的市场竞争导致了2011年逆变器价格下降了20%左右。2012年光伏行业经历美国“双反”、欧洲反倾销调查、意大利装机下滑等重大利空影响，产品价格延续201 1年的趋势一路下滑，降幅达到10%-15%，进一步降低了厂商的毛利水平。
4、微逆变器快速发展
根据并网连接方式的不同，可有集中式逆变器、组串式逆变器和微逆变器之分，因为接入组件的数量不同，一般来讲，集中式逆变器的功率大于组串式逆变器，再大于微逆变器。微逆变器一般是指只连接一个组件，进行交流输出的装置，出现于上世纪90年代，于近些年快速发展。
微逆变器多用于小型民用或商用项目。一般对于大型电站而言，除了云层之外，自然遮挡物较少，并且由于经常维护，阴影遮挡对输出功率的影响相对较少；但对于小型住宅项目或是商用项目，由于多数建筑环境复杂，容易被树阴、建筑或其它杂物遮挡，受影响比例较大。根据国外研究机构结果表明，根据不同遮挡程度，输出功率可会有高达50%以上的损失。
当采用传统的集中式逆变器或组串式逆变器，因为对接入组件有一致性的要求，当某一组件因阴影遮挡降低了输出功率，则同一串联的其它组件也要降低到这一组件的输出功率，从而影响了整串组件的输出。使用微逆变器，因为每个组件单独配置一个逆变器，所以没被遮挡组件可以正常输出，从而减少了对整个系统的损失。
除了实现相对较高的系统输出效率之外，微逆变器还有节省直流线缆、寿命相对较长和可实现单个组件监测等优点，缺点是目前每瓦价格相对较高。但如果考虑在光伏发电系统的整个运行周期内，微逆变器对系统效率的提升，使用微逆变器的系统已略低于使用传统组串式或集中式逆变器的系统发电成本。
如今，逆变器的发展趋势是向两头集中：电站型大功率逆变器和微逆变器。随着技术进步和规模提高，微逆变器的成本有望降低，未来应用前景值得看好。目前，很多企业都将注意力投向了微逆变器市场。
三、中国光伏逆变器产品市场整体预测分析
1、2013-2017年中国光伏逆变器产品市场整体预测
尽管近期新能源行业面临各种各样的网难，2013年内外形势可能还比较艰难，还将面临外部的竞争加剧、产品价格降低、行业产能过剩等问题。但对行业而言，也存在着行业洗牌、分布式发电等诸多机会。国家能源局新公布的“十二五”期间光伏发电的装机目标确定为21GW，这为国内逆变器企业提供了广阔的空间，然而广阔的市场也将会吸引更多的竞争对手进入，产品价格下跌会影响整个市场的销售规模。
2、市场整体发展趋势
(1)有利因素
加快开发利用可再生能源已成为应对日益严峻的能源环境问题的必由之路
可再生能源是能源体系的重要组成部分，具有资源分布广、开发潜力大、环境影响小、可永续利用的特点，是有利于人与自然和谐发展的能源资源。当前，开发利用可再生能源已成为世界各国保障能源安全、加强环境保护、应对气候变化的重要措施。随着经济社会的发展，能源需求持续增长，能源资源和环境问题日益突出，加快开发利用可再生能源已成为应对日益严峻的能源环境问题的必由之路。未来，伴随节能减排的需要以及传统石化能源的枯竭，可再生能源在能源供应系统中所扮演的角色将越来越重要。近期，我国中东部地区持续雾霾天气，显示出我们正面临巨大的环境压力，对绿色、清洁能源提出了更迫切的需求。
光伏发电成本下降推动平价上网时代来临，光伏发电将逐渐具有市场竞争力
2012年发布的《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》专门提出光伏发电成本目标：到2015年，光伏系统成本将下降到1.5万元/kW，发电成本下降到0.8元／kWh，配电侧达到平价上网，到2020年，系统成本下降到l万元／kW，发电成本达到0.6元／kWh，在发电侧实现平价上网，在主要电力市场实现有效竞争。实际上，2012年光伏安装系统成本已经降至l万元／kW左右，可以预见在不久的将来，平价上网时代的到来将给太阳能光伏发电带来巨大的发展空间。
中国光伏市场启动，并将成为光伏应用的重要市场之一
从我国未来社会经济发展战略路径看，发展太阳能光伏产业是我国保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的重要方向。“十二五”期间，我国光伏产业将继续处于快速发展阶段，光伏产业发展目标多次上调。国家加大了光伏产业扶持力度，国家电网也出台政策大力支持分布式光伏发电，这些都促使光伏装机容量迅速增长。随着国内市场的逐步启动，中国正逐渐成为重要的光伏市场。
(2)不利因素
政策风险
虽然可再生能源发电相关技术仍处于不断的进步中，但由于现阶段的发电成本和上网电价均高于常规化石能源，仍需政府政策扶持。由于这些扶持政策均由各国政府自行制定，尽管节能减排的趋势不变，但如果主要市场的宏观经济或相关的政府补贴、扶持政策发生重大变化，将在一定程度上影响行业的发展。
一段时间内仍然依赖行业政策扶持
太阳能光伏、风能发电与传统能源发电相比成本较高，目前行业发展还有赖于行业政策的扶持。将来，随着太阳能光伏、风能发电技术的不断完善和传统化石能源发电成本的不断上升，这一劣势将逐渐被弥补。
此外，可再生能源发电的特点之一是分布式接人，太阳能、风能具有间歇性，对电网的接纳能力提出新的挑战。但随着电网技术的发展，包括智能电网、电力储能等技术的应用，将提高电网对可再生能源电力的接纳能力。
行业竞争加剧
光伏逆变器作为一个在中国发展不久的产业，相对较低的进入门槛吸引了众多国内企业参与研发生产，光伏逆变器市场将迎来更为激烈的竞争。在日益激烈的市场竞争中，光伏产业链也趋于整合，对生产厂商的技术研发水平、产品生产实力等方面都提出了极高要求。因此，缺乏自主研发技术，以购买原器件按图组装为主的中水逆变器生产企业将面临生存考验，难以获得持续发展。而注重技术积累和技术创新、具有深厚技术研发能力的主流厂商，凭借各方面所拥有的综合优势将获得更大的发展空间，全方位满足光伏行业发展的应用需求。
新一代500kW光伏并网逆变器
1、前言在当今世界经济发展的格局下，人类对能源的需求在不断增长，能源的可持续发展越来越受到人们的重视。太阳能发电是通过太阳能电池的光生伏特效应，将光能转化成直流电能，通过逆变器的作用将直流电转换成交流电，然后与电网并网发电。
光伏并网逆变器作为太阳能电池与电网的接口装置，在光伏发电系统中起着至关重要的作用。目前，光伏发电系统中的逆变器大多采用工作在SPWM状态的全桥式逆变方案，逆变器的转化效率、MPPT追踪能力，对整个太阳能发电项目的投资回报、投入回收周期有决定性影响。本文以性能技术指标、逆变器内部设计等角度出发，重点介绍宝士达高防护等级中央型光伏并网逆变器的性能。
2 、宝士达逆变器介绍
2.1 高品质户外机箱设计
宝士达逆变器以提供光伏系统高发电效率为设计原则，符合德国BDEW规范，转换效率超过98.5%。IP54防护等级的机箱设计保证了内部器件的稳定运行。IP54防雨／防沙保护设计，使逆变器适合室内或户外环境使用，无需建造配电机房，可降低系统额外的土建费用。户外机箱外形参见图2。
2.2 卓越的散热设计
宝士达中央逆变器采用自然冷风循环降低机器温度，既减少了系统散热造成的能量损失，又增强了整机的稳定性。自然的散热风循环，将热风从系统上端的出风口排挤释放，使设备稳定工作在要求的温度范围之内。
机箱内部被分成两个完全隔离的空间，前面的空间安装了所有的电子元件，后半部的空间作为自然循环散热，参见图3。安装电子元件的空间，以IP54的防护等级使其与后半部的空间隔开，避免散热时热空气对流或者沙尘的影响，保证了系统稳定工作的效率。整机IP54防护等级，大大提升了内部电子器件工作的耐久性，保证了设备的稳定运行和使用。
2.3 智能通讯接口
5寸LCD显示接口，便于日常的信息查询与操作设定，参见图4。逆变器内部的数据记录器会自动储存太阳能系统不同时段所产生的电力数据，重要信息存储时间长达10年。
每5min记录的发电数据，存储时间一天。每15min记录的发电数据，存储时间一个月。太阳能系统日发电数据，存储时间一个月。太阳能系统月发电数据，存储时间10年。
2.4 低电压穿越和无功补偿
宝士达中央型逆变器通过德国BDEW法规，符合中国金太阳与低电压穿越技术规范要求。LVRT（低电压穿越）保证太阳能系统在电网不稳定时提供无功功率，以保持发电系统与电网持续一致的状态，既避免因电网不稳定所造成的系统反复启动，也有助于提高太阳能系统的发电效率。
当逆变器连接到中压电网，低电压穿越功能会自动启动并以预设的模式工作。低电压穿越的相关参数可依据当地电网规范要求设定。
2.5 独特的机构设计
宝士达逆变器的体积仅有1600×1950×800mm，重量为1250 kg。与其他公司500kW逆变器相比，体积、重量皆减少三分之一以上，便于运输，方便安装，逆变器对安装空间的要求更具有弹性。故障保护设计：以两组250kW设计推动，当任一组元器件发生故障或损坏时，也仍可维持250kW的效率运作，降低及减少停机损失。
3、结束语
综上所述，宝士达500kW逆变器，采用无隔离变压器设计，峰值转换效率高达98.5%，独特的散热风道设计延长了内部电子元件的使用寿命，故障保护设计将机器内部一组元件发生故障时系统的发电损失降低到小，减小了使用风险。IP54高防护等级保证了设备具有良好的环境适应性和系统稳定性。宝士达逆变器将在光伏系统的解决方案中给客户带来更多的期待和惊喜。
IGBT的原理与应用——IGBT的选择及保护
对IGBT管，G极不加电压，就不形成导电沟道，C-E极电阻很大，因此，应用数字万用表电阻“×10kΩ”档，测得C-E电阻近似为“∞”。在理论上C-E极电阻等于一个正向PN结电阻与一个反向PN结电阻串联之和。一般IGBT管E-C极电阻为续流二极管正向电阻55kQ，C-E极电阻RCE≥107Ω。IGBT管的二极管测量
由于绝缘栅双极晶体管通常与反并联的快速二极管封装在一起，制成模块，因此在数字万用表二极管档，用红表笔接“E”极，黑表笔接“C”极，应有0.4V左右的二极管正向电压降（对于一些没有内置二极管的型号，如GT40T101则没有电压降）。
对于IGBT管，若G极不加电压，就不形成导电沟道，C-E极电阻很大，因此，将数字万用表置二极管档时，测得C-E为不导通。
E-C极二极管档测量为续流二极管正向压降0.3V。
1、IGBT的使用
(1)驱动保护电路的设计
驱动电路的设计是决定IGBT能否充分发挥其性能的关键。
保护电路是保证IGBT在过流和过压等异常情况下避免受到损坏的重要措施，必须在充分了解器件特性的基础上，配合器件的特性进行设计。
(2)作结温散热设计
每个IGBT都有既定的容许结温(Tj)，在工作时需要控制IGBT的结温不超过这个容许结温。一般而言，IGBT需要散热器才能工作，要根据器件的损耗进行散热设计，保证结温Tj不超过容许值。
首先，需要计算出IGBT在电路中的损耗。IGBT工作时的损耗包括两大部分：一个是IGBT内部晶体管的损耗，另外则是IGBT的反并联二极管上的损耗。
IGBT内部晶体管的损耗包括IGBT的导通损耗和开关损耗（开关损耗包括开通损耗和关断损耗，软开关电路中这两个损耗可能为零）。二极管上的损耗则包括二极管的导通损耗和二极管的反向恢复损耗。把所有的损耗相加即可得到IGBT工作时的总损耗，选择的总损耗进行热设计，IGBT工作时的结温可以由下面的热方程得到
式中，P∑为IGBT损耗功率；Rthjc为IGBT结到外壳间的热阻；Rthcs为外壳到散热器间的热阻；Rthsa为散热器到周围空间之间的热阻；Ta为外界温度。根据上述公式，确定结温Tj在容许值范围内选择合适的散热器。
(3)并联连接
当IGBT模块用于控制大电流时，有时将器件并联使用。器件并联使用时，重要的是在设计时要使并联连接的器件中通过等量的电流。一旦电流失去平衡，有可能由于电流集中流过某单个器件而使该器件损坏。
(4)保管和使用注意事项
电力电子设备的保管存放场所，以温度为5～35℃、相对湿度为45%～75%为适宜。特别是IGBT和功率晶体管等，如果处于非常干燥的区域中，需要用加湿器加湿。再者，如果使用自来水，则由于自来水中所含的氯元素会使电力电子设备的导线生锈，因此需注意使用纯净水或蒸馏水。避开产生腐蚀性气体和尘埃多的场所。
在温度急剧变化的场所，电力电子设备的表面容易结露，因此要避开此类场所，将其保管在温度变化小的地方。
临时放置半导体电子设备时，应选择不易产生静电的容器。
(5)其他
在模块的端子部位测定驱动电压( UCE)，并确认已外加既定的电压驱动电路端的电压与实际作用在IGBT上的电压，可能有偏差。
通过产品的端子部位测定开通、关断时的脉冲电压。
务必在产品的额定值（电压、电流、温度等）范围内使用。一旦超出额定值，可能损坏器件。
IGBT应在功率周期寿命以内使用。
反偏栅极电压-UGE不足时，可能引起误触发，为了避免误触发，需设定足够的-UGE值（推
荐-15V)。
如果开通du/dt偏高，则对偏置支路的IGBT可能发生误触发。为了避免误触发，需在适当的栅极触发驱动(+UGE、-UGE., RG等)条件下使用。
2、IGBT的保护电路
电力电子电路工作时，由于外部或操作失误等原因，为了保证用电设备和用户的安全，同时将由于非正常运行造成的损失降到小，需要在电力电子电路中设计保护电路。
IGBT常用的保护电路有两种：过电流保护和过电压保护。
2.1 过电流保护
IGBT的过电流往往是由于电路中的短路引起的。当电路中发生短路时，IGBT集电极电流将急剧增加并超过额定值，集电极电流增加也引起IGBT集电极—发射极电压UCE的上升，于是IGBT功率损耗增加。长时间运行于这种状态，将使IGBT的结温超过允许值而烧毁。
发生短路的原因可能有很多种，下面以一个三相逆变电路为例，介绍常见的短路状态：
(1)支路短路
由于电路中IGBT或其反并联二极管损坏造成短路，如图28(a)所示。
(2)桥路直通短路
由于控制电路、驱动电路故障或干扰引起的开关误动作造成同一桥臂上下两个IGBT同时导通，如图28(b)所示。
(3)输出短路
由于装配失误或负载绝缘损坏造成短路，如图28(c)所示。
(4)接地短路
由于配线等人为失误造成接地短路，如图28(d)所示。
2.2 过电流保护方法
为了实现过电流保护，需要进行过电流状态检测。对IGBT而言，常用的过电流检测方法有两种：
电流传感器检测法与IGBT的饱和压降检测法。
(1)电流传感器检测法
通过在电路中加入电流传感器，通过检测电路中的电流，判断IGBT是否过电流。通过此方法可以对电路的各种短路状态进行检测和区分，从而根据不同的短路状态采取不同的保护策略，减小由于电路异常所造成的损失。
另外，如果过快地关断IGBT中的过电流，将引起集电极与发射极之间发生过电压，造成IGBT损坏。因此，在检测出过电流以后，必须采取一定的策略关断IGBT，使关断过程落在反向偏置安全工作区(RBSOA)内，即采取所谓“柔性关断”。
(2)IGBT的饱和压降检测法
IGBT过电流时的饱和压降UCE(sat)比正常工作时要高。
图29是采用间接电压法的过流保护电路，它是应用IGBT过流时UCE值增大的原理来检测IGBT的过流现象。M57959AL驱动器内部电路能很好地完成软关断功能。电路中含有过电流信息的UCE经快速恢复二极管VD2检测，直接送至M57959AL的集电极电压监测端子l，8脚输出；通过U2光电耦合器，送到比较器U1A正相端与反相端的基准电压比较后输出，关断驱动信号。如果发生过流现象，驱动器M57959AL的低速切断电路慢速关断IGBT，以避免集电极因过大的di/dt形成的过电压尖峰脉冲损坏IGBT，同时也降低了干扰噪声电平。
目前，大多数IGBT的专用驱动芯片内置了类似的保护电路。
2.3 过电压保护
这里所讲述的过电压保护特指IGBT关断时的浪涌电压抑制，不涉及具体电路中由于输入、输出或操作失误等引起的过电压而需要设计的保护电路。
因为IGBT的关断速度很快，IGBT关断或其反并联二极管反向恢复时会产生很高的di/dt，由于IGBT内部引线或外部导线寄生电感的存在，引起很高的Ldi/dt电压，即关断浪涌电压。当这个电压超过IGBT的正向耐压值时，将造成IGBT过电压击穿而损坏。
常用的抑制IGBT关断浪涌电压的方法有以下几种：
(1)在IGBT上安装缓冲电路，在缓冲电路中使用可以吸收高频浪涌电压的薄膜电容器；
(2)调整IGBT驱动电路中的关断偏置电压-UCE和驱动栅极电阻RG，减小关断时的di/dt；
(3)降低主电路和缓冲电路中的引线电感，尽量使用更粗、更短的导线；另外，使用平板配线（分层配线）方式也可以有效地降低引线电感。
IGBT的缓冲电路有两种配置方法：一种是为每个IGBT单独配置的缓冲电路；另一种是为多个IGBT安装一个集中式的缓冲电路。
常用的单独配置缓冲电路有RC缓冲电路、充放电型RC-VD缓冲电路和放电阻止型RC-VD缓冲电路。
RC缓冲电路如图30所示。在IGBT的集电极和发射极之间并联一个RC串联支路，适用于斩波电路中。但是RC串联支路在IGBT开通时将通过IGBT进行放电，使得IGBT开通时电流增加，额外增加了IGBT负载；另外，RC缓冲电路中，每次关断以后存储在电容上的电能都将以热的形式消耗掉，它的损耗较大，不适合高频应用。RC缓冲电路的损耗为
式中：Csunber，为缓冲电路电容；Ud为IGBT截止时所承受的正向压降；fs为开关频率。
式中：L为主电路寄生电感；Ic为IGBT关断时的集电极电流；Cs为缓冲电容值；Ud为直流电压； fs为开关频率。
放电阻止型RC-VD缓冲电路结构如图32所示。适合于对同一个桥臂两个IGBT浪涌电压的吸收。它能有效地消除IGBT关断时的浪涌电压，而且缓冲电路的损耗相对前面两种缓冲电路要小，也适合于高频应用场合。它的损耗可以由下面的公式计算得到
式中：L为主电路寄生电感；Ic为IGBT关断时的集电极电流；fs为开关频率。
集中式缓冲电路适合于多个IGBT同时使用的场合，如图33所示。在该图中，通过在一个全桥逆变器的两个输出端子上并联一个RC电路，可纵对四个IGBT关断时的电压进行吸收。
DC240V直流供电系统在模块化机房中的应用
以电信和金融等行业为首的数据中心，经过近几年大规模的建设和运营，在基础配套设施上陆续暴露出一些弊端：占地面积大、能源消耗高，维护管理难，成本居高不下等，如何建设新一代数据中心的，立足现有资源，长远规划未来的理念已成为业内关注的重点。为此，业界提出了数据机房模块化的规划，很好的解决了上述传统机房的弊端。然而，相对数据中心的模块化发展，供电保障基本没有发生质的变化，还是沿用传统UPS供电模式。这种传统的UPS供电模式的可靠牲、安全性及高耗能等方面凸现的问题越来越多。成为模块数据机房的发展中的一个瓶颈，为了解决这一难题，本文提出一种新的解决方案：模块化数据中心+高压直流供电，使得数据中心建设限度规避传统机房的弊端。
模块化机房是把IT机柜、空调、配电柜、布线柜整合在一起并柜，在顶部加盖天窗，两侧加装封闭通道门，形成密闭通道，解决高密度的散热问题，实现智能管理、高密部署、绿色节能、柔性扩展的整合方案。
一、传统的UPS供电
(1)传统UPS供电方案
服务器设备一般采用交流电源输入，电压为220V，50Hz的单相交流电源，因此IDC机房一般采用交流UPS供电方案。UPS供电系统由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成。在市电正常时，市电交流电源经整流器变换为直流电供给逆变器，同时给蓄电池充电，逆变器将直流电变换为50Hz交流电供给负载。在停电时，蓄电池放出电能，通过逆变器变换为交流电，供给负载。UPS供电系统的基本结构如图1所示。
图1：传统UPS供电方案
为了提高设备供电的可靠性，通常采取多台UPS冗余并机的方式，即N+1系统。对于一些重要的双电源负载，采用两套(N+1) UPS系统并联组成双系统双总线冗余供电方案，这种供电方案安全可靠性相当高。
(2) UPS供电系统的缺点
①负载率低，设备利用率不高
为了提高可靠性，多机并联，负载率低，使设备的实际使用率低下。例如1+1冗余的UPS负载率也不过是50%，同时低负载率也带来了低效率。
②系统存在单点故障瓶颈
从图2可直观的看出，电池、逆变器、负载为串联关系，任意一点的荜点故障都会带来系统断电的风险。
③设备维护时间长
由于不是模块化组装，维护还处于电路板、元器件的水平，造成维护时间长。
④电池管理能力差，后备电池寿命短
UPS的部分是逆变器，其充电器是辅助部分，因此，在充电管理上不如专门设计高频开关电源功能强大。
⑤标准化难度大
特别是大功率的UPS，生产基本还是手工组装，使每一台设备的离散性大，现场的每一条设备都要单独调试。
二、高压直流供电方案
现在，IT设备内部均使用高频开关电源，把外部输入的交流电转化为内部电子电路所用的直流电。终变换为12V、SV、3.3V的低压直流给IT设备供电，对于前段是否交流供电并无直接关系。IT设备的开关电源，在交流供电和直流供电状态下的基本工作原理如图2所示。
图2：高压直流供电方案
(1)高压直流供电的优势
①可靠性提高，整流器和电池并联为后端负载供电。
②系统效率提高，符合节能减排。
③模块化配置，便于扩容和维护。
④直流输出，对后端设备无谐波和零地电压问题。
⑤输入输出完全隔离，使后端负载免受不明干扰。
(2)直流供电系统替代交流UPS带来的好处
①简化了电路的逆变环节，提高了可靠性，取消交流UPS也就取消了逆变器和与之配套的相关电路，硬件电路简化使故障点大大减少，系统供电可靠性得到大幅提升。
②降低了工程投资和维护费用
同等的直流电源系统，要比中大型交流UPS系统成本相对较低，维护简单，可操作性强。
③运营成本大大减少
在设备运行过程中，电源的维护成本、节能降耗的贡献，使机房的变压器、空调、电能质量的治理等支出成本和运营成本大为降低。
④多机并联变得简单而容易
直流整流模块采用（N+M）旧模式，实现多机冗余备用，故障模块可自动退出，避免引起电源间断；多机并机时各模块单元可自主均流，使系统中的各部件能在负载均衡条件下工作，从而提高了系统中各模块工作的稳定性，保证电源系统的运行稳定性。整流模块可实现热插拔操作，对于系统中故障的模块可在系统不断电情况下进行故障处理或模块更换，而不影响系统的供电，从而简化了系统故障维修过程，使用户更容易操作。直流供电系统采用智能分布式功率分配模式，即将输出功率分配到系统配置的各个电源模块。对比传统的交流UPS电源将所有电源输出功率集中在单台设备的配置模式，直流供电系统供电的可靠性将得到大幅提升。
⑤系统组态灵活
整流模块可实现灵活的多机冗余配置模式（N+M），针对不同规模的用户可灵活组建不同容量的直流后备电源系统，按照后备电源系统的容量需要可分步投资、分布建设。系统可配置为单机系统模式、多机冗余热备用模式、多机冗余冷备用模式等。由于整流模块采用模块化生产，使系统的扩容和维护极为方便。
⑥智能化电池管理
对于后备供电系统中常用的铅酸蓄电池组，仍是系统中的薄弱环节，由于酸蓄电池的生产工艺及其自有特性，蓄电池组在使用一段时间后会出现一些问题，如：电池内阻增大、内阻不匹配等，如不能及时处理这些问题，可引起后备电源供电异常，严重时可造成电池组报废。由于目前尚无更好的产品替代铅酸蓄电池，所以在以后较长的一段时间内，后备电源系统中仍将以铅酸蓄电池作为主要电能储存介质。严格按照蓄电池给定参数使用和定期的维护，是解决电池组使用寿命的有效方法，合理、科学地使用和及时的维护可有效地延长蓄电池使用寿命。采用直流供电系统，可对蓄电池实施智能化的充、放电管理。按电池组充电曲线对电池组进行智能化的充电管理和放电维栌，大大提高了蓄电池组的使用寿命，同时大大减轻了用户对系统维护的工作量。系统具备的单体电池巡检功能，可对电池组进行实时监控，发现落后单体后立即报警，提醒用户及时处理，可避免故障的进一步扩大，如整组电池报废等。
三、模块化机房应用
某机房在建设规划时，采用模块化设计，网络机柜采用高密度机柜设计，以提高机房的利用率，每个网络机柜功率密度10KW，每个模块包含10个网络机柜，每个模块总功率的功耗折合100KW，后备时间15min。
(1)规划方案
机房供电方式采用每个数据模块用一套电源供电，位置布局见图3，供电原理图见图4。
其优点如下：
①散供电，降低风险；
②域划分，便于电源管理；
③应性强，电源化整为零，容易实现配置。
图3：位置布局
图4：供电原理图
(2)系统配置
①交流屏一个：两路交流输入，具备总电压、电流、电量统计、RS485输出。
柜体尺寸：200mm（深）×800mm（宽）×2200mm（高）
②整流屏一个：两路交流，ATS输入。整流模块规格：6KW模块配置30个，容量满足150KW输出需要。
柜体尺寸：1200mm（深）×600mm（宽）×2500mm（高）
③直流屏一个。
柜体尺寸：200mm（深）×400mm（宽）×2200mm（高）
模块化数据中心的建设方式提高了系统的安全性和可靠性，效能解决是目前大多数数据中心面临的问题，这种构建方式将会在新一代数据中心整体规划中得到广泛应用。2012年2月1日，高压直流电源的行业标准《YDT2378-2011通信用240V直流供电系统》正式发布实施，为高压直流电源在通信行业的应用扫清了后的障碍，而在模块化数据机房中引进DC240V直流供电系统，以其体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小、噪音低、易扩容、替换性好、性能稳定、智能化程度高等优良特性，将会为IT行业的供电保障带来一个质的飞跃。