UPS有工頻機(jī)與高頻機(jī)之分，這兩者間的主要差異表現(xiàn)在隔離變壓器上。業(yè)界有一部分聲音認(rèn)為，工頻機(jī)的隔離變壓器有降低零地電壓、抑制干擾、隔離輸出等作用。事實(shí)果真如此么？為什么工頻機(jī)需要隔離變壓器，隔離變壓器真正的作用又是如何？本文將從技術(shù)細(xì)節(jié)深入探討，揭開隔離變壓器的神秘面紗。

1、工頻機(jī)與高頻機(jī)的演進(jìn)

上世紀(jì)60年代末誕生了**代基于半導(dǎo)體器件的UPS，該UPS一共有五個變壓器，其中整流器輸入用的是自耦變壓器，另外有一副繞組用于電池充電，逆變則用了四個隔離變壓器，通過不同的相位疊加成脈波式階梯逆變電壓，再通過LC濾波器，變成正弦波。國內(nèi)通常把這種含逆變隔離變壓器的UPS稱為工頻機(jī)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，得益于半導(dǎo)體的進(jìn)步，在上世紀(jì)90年代，工頻機(jī)逆變器已經(jīng)減少為一個隔離變壓器（見圖二），而到了本世紀(jì)初，各大UPS廠商紛紛推出了逆變器無隔離變壓器的UPS，稱為高頻機(jī)。

2、隔離變壓器在UPS中的作用分析

從架構(gòu)來看，工頻機(jī)與高頻機(jī)*大的區(qū)別在于高頻機(jī)省去了逆變隔離變壓器，正是因?yàn)槭∪チ嗽摳綦x變壓器，高頻UPS的重量、體積均大幅度減小，效率提升明顯，相對工頻機(jī)有強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。由于工頻機(jī)已經(jīng)誕生幾十年，很多UPS用戶對高頻機(jī)產(chǎn)生了懷疑，認(rèn)為高頻機(jī)沒有隔離變壓器，會產(chǎn)生如下一些問題：

a).輸出沒有被隔離；

b).無法抑制干擾；

c).無法降低零地電壓；

d).無法實(shí)現(xiàn)故障隔離；

e).無法抑制低頻的3n次諧波。

本文從原理上進(jìn)行比較，來探討相比有輸出隔離變壓器的工頻機(jī)，去掉輸出隔離變壓器的高頻機(jī)是否真的產(chǎn)生了上述問題。

2.1、輸入與輸出隔離

正常情況下，隔離變壓器可以提供原副邊的隔離作用，而有些場景，如果原邊在其他路徑與副邊有電氣連接，則隔離變壓器就失去了隔離作用。大家都知道，高頻機(jī)沒有隔離變壓器，輸出與輸入沒有隔離作用，而工頻機(jī)是否就提供了隔離作用呢？圖二為包含UPS旁路的工頻機(jī)，可以看出，在主旁同源的情況下（K1閉合），市電主輸入、旁路輸入與輸出之間并沒有被隔離，而在主旁不同源的情況下（K1斷開），主輸入與輸出隔離，但旁路輸入與輸出之間還是沒有被隔離，即輸出還是沒有被隔離。工頻機(jī)除非在圖二中的旁路或輸出（位置1或位置2）再增加一個隔離變壓器，才能提供輸出隔離作用，而這需要額外再增加一個隔離變壓器。而如果要增加一個額外的隔離變壓器，高頻機(jī)在輸出位置增加一個額外的隔離變壓器以后，也可以提供輸出隔離作用。工頻機(jī)的逆變隔離變壓器并沒有給UPS輸出提供真正的隔離作用。