2024年4月19日发(作者：)

UPS 6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT整流器技术区别

1、6脉冲整流器

负载

电池及

逆变器

输入

6脉冲指以6个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个

可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。

三相桥式整流电路忽略换相过程和电流脉动，假定交流侧电抗为零，直流电感为

无穷大，延迟触发角a为零，则交流侧电流傅里叶级数展开为：

iA=23

1/2

/Id( sinwt1/5sin5wt1/7sin7wt1/11sin11wt1/13sin13wt

1/17Sin17wt1/19sinwt…) (1-1)

由此可得以下简洁的结论：电流中含6k1（k为正整数）次谐波，各次谐波有效

值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。

2、12脉冲整流器

12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端增加移相变压器后在增加一

组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉

冲整流。

下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电

路。

电池及

逆变器

负载

输入

30°

两个6脉冲

整流桥I和II

桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：

iIA=iIa=23

1/2

/Id( sinwt1/5sin5wt1/7sin7wt1/11sin11wt

1/13sin13wt1/17Sin17wt1/19sinwt…) (1-2)

桥II网侧线电压比桥I超前30，因网侧线电流比桥I超前30。

iIA=23

1/2

/Id( sinwt1/5sin5wt1/7sin7wt1/11sin11wt

1/13sin13wt1/17Sin17wt1/19sinwt…) (1-3)

故合成的网侧线电流

iA=iIAiIIA=43

1/2

/(sinwt1/11sinwt1/13sin13wt…)

可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消，注入电网的只有

12k1（k为正整数）次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效

值的比值为谐波次数的倒数。

3、IGBT整流器

IGBT整流器电气图如下：

IGBT整流是和6脉、12脉冲整流器完全不同的架构，其特点是：

（1） 采用三相半桥式SPWM逆变器构成输入Boost开关整流器与输出逆变器，

这是高频化UPS的典型特征。

（2） 不用（也不能用）输出隔离变压器及ZVS软开关技术。

（3） 用高频IGBT作开关管，开关频率大于或等于20kHz。

高频大功率UPS与工频机的对比

高频机 工频机

1 采用IGBT整流技术，根据统计数据，采用可控硅整流技术，系统可靠性高

IGBT整流故障率远高于可控制硅整

流

2 输出有高次谐波，高频谐波耦合在零输出配置隔离变压器，零地电压增量

线上，可能抬升零地电压。很难满足为零，更可靠保证负载运行

IBM,HP等服务器厂家对零地电压小

于1V的场地需求

3 逆变器直接挂接负载，抗负载冲击能输出隔离变压器自身短路阻抗的作用

力弱，降低逆变器的可靠性 及高频衰减隔离特性，使得工频机具

有很好的抗负载冲击能力，降低负载

突变和短路对UPS的影响

4 逆变器直接带载，带不平衡负载能力通过变压器的负载重新分配，提高了

弱 UPS带不平衡负载的能力。

5 负载直挂，带非线性负载的能力弱 输出变压器具有3N次谐波电流的隔离

能力，带非线性负载的能力强；

6 无输出隔离变压器，在UPS故障的情即使在UPS故障的情况下也不存在输

况下存在输出直流电压损坏负载的出直流电压的风险，负载更加安全可

风险 靠；

7 主路旁路N线必须相同，因此无法实可以实现主旁路不同输入源的配置方

现主旁路不同源配置 案，满足高可靠性场地的配电要求；

8 某些厂家的高频机输入零线中断时，隔离变压器重新生成中心点，UPS输入

UPS无法正常工作，当市电和柴油发零线中断时可正常工作。

电机切换时，因零线短时“缺失”可

能出现“零偏”故障，造成输出闪

断，负载掉电的重大故障

9 采用专用充电器，充电能力弱。只能电池直接挂接母线，在负载不足满载

满足短时间(5-10分钟)后备电池的时可将剩余的整流器容量用于充电，

充电能力，长延时配置时电池充电能特别适应中国客户长延时配置后备电

力不足，电池寿命严重缩短 池的需求

10 电池与逆变器之间增加了电压变换电池直接挂接母线，逆变效率高，节

电路，降低了电池放电时系统效率，省电池的配置容量

同等负载时需配置更多的电池。且系

统可靠性降低