在通讯及 PC 应用无处不在的今天,UPS 电源也得到了大量的应用。所谓 UPS(Uninterruptible Power System),即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给计算机、计算机网络系统或精密仪器提供不间断且高质量的电力供应。

 

目前市场上流行的 UPS 主要有 3 类:后备式、在线式和线上交错式。

 

图 1:后备式 UPS 运作框图

 

后备式又称为非在线式不间断电源(Off-Line UPS),它只是“备援”性质的 UPS,市电直接供电给用电设备也为电池充电(Normal Mode),一旦市电供电品质不稳或停电了,市电的回路会自动切断,电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务(Battery Mode),直到市电恢复正常,“UPS 只有在市电停电了才会介入供电”,不过从直流电转换的交流电是方波,只限于供电给电容型负载,如电脑和监视器。

 

图 2:在线式 UPS 运作框图


在线式 UPS(On-Line UPS)的运作模式为“市电和用电设备是隔离的,市电不会直接供电给用电设备”,而是到了 UPS 就被转换成直流电,再兵分两路,一路为电池充电,另一路则转回交流电,供电给用电设备;市电供电品质不稳或停电时,电池从充电转为供电,直到市电恢复正常才转回充电,“UPS 在用电的整个过程是全程介入的”。

 

图 3:在线互动式 UPS 运作框图


在线互动式(Line-Interactive UPS),基本运作方式和离线式一样,不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电,但随时都在监视市电的供电状况,本身具备升压和减压补偿电路,在市电的供电状况不理想时,即时校正,减少不必要的“Battery Mode”切换,延长电池寿命。

 

如上所述,无论是哪一类 UPS,都会有逆变的环节,而逆变可分为:推挽式、半桥式、全桥式。下面以全桥式逆变来说明。

 

图 4:全桥式逆变电路

 

在实际应用中,对于 MOS 管等的驱动,既需要很好的驱动能力,又对隔离有需求。而世强代理的 Silicon Labs,作为业内著名的精密混合信号供应商,它推出的 SI823X 就可以很好地解决这个问题。关于 SI823X 物料更多的资讯方案可以在世强元件电商平台上下载。

 

图 5:世强 SI823X 器件内部模块框图

 

世强代理的 Si823x 驱动器采用 Silicon Labs 自主研发的硅隔离技术,提供符合 UL1577 的 5 kVRMS 耐受电压以及 60 ns 快速传送时间。驱动器输出可连接到相同或独立的地线进行接地,或者连接到正或负电压。单个控制输入(Si8230/2/3/5/6) 或 PWM 输入 (Si8231/4) 配置提供滞后 >400 mV 的 TTL 级兼容输入。高度的集成、低传送延时、较小的外形及其灵活性和成本效益性使得 Si823x 系列非常适合 MOSFET/IGBT 门驱动器隔离应用。


因此,在逆变电路的应用中,世强 SI823X 不仅实现了隔离功能、驱动功能,还可以实现 PWM 输入、互补输出功能。另外,它还具备多个保护功能。具体有如下特点:


一个封装内集成了两个完全隔离的驱动器;


最高 5 kVRMS 输入到输出隔离;


最高 1500 VDC 峰值驱动器到驱动器差分电压;


HS/LS 和双驱动器版本;


最高 8 MHz 切换频率;


0.5 A 峰值输出 (Si8230/1/2);


4.0 A 峰值输出 (Si8233/4/5/6);


60 ns 最大传送延时;


独立 HS 和 LS 输入或 PWM 输入版本;


瞬态抑制 >30 kV/μs;


重叠保护和可编程死区时间;


工作温度范围:–40 至 +125 °C;


通过 UL/VDE/CSA 认证;


符合 RoHS 标准。