IGBT短路檢測功能在模塊化UPS系統(tǒng)中的應用

    背景

    模塊化UPS系統(tǒng)中，當系統(tǒng)中的某一個功率模塊發(fā)生故障，該功率故障模塊需要及時退出系統(tǒng)，以減少該故障功率模塊對模塊化UPS系統(tǒng)的影響，從而保證輸出電壓的穩(wěn)定。

    英威騰電源在模塊化UPS的研發(fā)過程中，會進行多種單一故障測試，以保障UPS功率模塊在發(fā)生單一故障時，能夠保證模塊化UPS系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。其中逆變IGBT短路單一故障對模塊化UPS系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定性提出了較大的挑戰(zhàn)。

    只有1個功率模塊的模塊化UPS系統(tǒng)在逆變IGBT短路下的工作狀態(tài)

    當模塊化UPS機柜中只插入一個功率模塊，該功率模塊的逆變IGBT發(fā)生短路時，輸出電壓及電流都下降，功率模塊判斷出逆變故障后，間斷切換到旁路供電，輸出電壓恢復穩(wěn)定。此過程輸出間斷時間小于20mS。

    有2個功率模塊的模塊化UPS系統(tǒng)在逆變IGBT短路下的工作狀態(tài)

    當模塊化UPS機柜中插入兩個功率模塊，其中一個功率模塊的逆變IGBT發(fā)生短路時，輸出電壓，另一個功率模塊的輸出電流反灌入故障的功率模塊，剩余的一個功率模塊輸出電流能量有限，無法將故障模塊的輸出保險熔斷。直到故障模塊檢測出逆變故障退出系統(tǒng)，系統(tǒng)存在一定風險間斷切旁路供電，此過程輸出間斷小于20mS。

    INVT獨有的IGBT短路檢測功能

    針對上述問題，英威騰電源加入了獨有的IGBT短路檢測功能電路，結(jié)合軟件算法，能夠快速的檢測出IGBT短路狀態(tài)，主動控制功率模塊退出系統(tǒng)，從而保證模塊化UPS系統(tǒng)在單一功率模塊逆變IGBT短路故障發(fā)生時，能夠維持逆變供電，無需切換到旁路供電模式。并且間斷時間小于10mS。

    有2個功率模塊的模塊化UPS系統(tǒng)（具有IGBT短路檢測功能）在逆變IGBT短路下的輸出電壓波形。

    將具有IGBT短路檢測功能的兩個UPS模塊插入UPS機柜，短路其中一個功率模塊的逆變IGBT，利用功率模塊的故障錄播功能，功率模塊在發(fā)生逆變IGBT短路時自動保存逆變IGBT短路時刻前后的輸出電壓波形。該波形如下圖所示：

    根據(jù)故障錄波的波形顯示，輸出的間斷時間為8mS。大大降低了負載掉電的風險。<