Si/SiC在UPS中应用浅析

01前言

昨天我们聊到，不间断电源主要是为了在市电故障时能够提供可靠和连续的电能。在一些大规模的应用场合，比如说大的数据中心、自动化生产线、医院等等那些对于电能持续性要求比较好的领域，试想一下，美国华尔街开市的时候突然没电，医院手术过程中突然停电，后者的后果可是无法设想的，可见UPS的存在是必然的。

在当今这个科技飞速发展的社会，各行各业的产品都以肉眼可见的速度迭代，UPS也不例外。当然，迭代的出发点往往与成本挂钩，可以说没有哪一家公司愿意在成本增加远大于性能提升的情况下推成出新。而影响成本的主要因素还是效率，而决定效率的主要因素还是损耗，损耗小了，效率自然得到提高。

下面我们再来回顾下UPS的框架：

由4个部分组成：整流、储能、逆变和控制开关。

之前我们说效率是影响成本的主要因素，那从哪些地方改善呢？其实主要还是集中在逆变那块。一个是电路拓扑的选择、一个是功率器件的选择，控制方法等等。

02简单的比较

目前UPS的逆变电路拓扑大致就两电平和三电平的，其他多电平的比较少见，下面我们就来简单聊下两电平和三电平。

三电平相对于两电平来说，能够做到更低的纹波电流，更高的输出电压，损耗相应的便会降低，相应的频率便可以做得更高，紧接着滤波器的尺寸相应的可以减小。但是三电平的控制方式要比两电平的来得复杂。

除了拓扑，眼下流行的SiC产品同样能够带来一定的应用优势。下面我们来大致看下传统Si基功率器件和SiC带来的哪些区别。

上面是250kVA的UPS使用不同功率模块下的效率和结温的数据，SiC的使用能够提高频率的同时降低了损耗，提高了效率。并且SiC的驱动电路和控制方式和Si的并没有太大的差异，所以在UPS中，SiC的使用能够带来很多的优势，从而降低成本。