UPS电池形式单边操控补足报表

Fig.1
若采取以上架构，填写电流会有尖峰显现（解析详见《UPS电池形式单边操控方式》），将2个安规电容C3和C4用续流二极管D1和D2取代。电路框图如Fig.2所示。

Fig.2
以充-BUS为例来阐明电路的工作状况：充-BUS时，Q1是常通的，Q2发出PWM波。当Q2开通时，电池对电感进行充电，通过BAT、L1、Q1、Q2、L2生成通路，这时L1上通过的电流为IL1=Iin+Id1，L2上承受的电压为VBAT，D2承受反压截止，L1上的电流为靠近直流的电流；

Fig.3当Q2关闭时，电池对-BUS进行充电，通过BAT、L1、Q1、C2、D4、L2生成通路，这时L1上通过的电流为IL1=Iin+Id1，L2上承受的电压为VBUS - VBAT，D2承受反压截止，L1上的电流为靠近直流的电流。
Fig.4
L1上的电流之因此为直流能够用反证法来解析，若L1上的电流不为直流
如果1：D1上不流过电流，在Q2开通的时刻，L1和L2均分BAT电压，D1、D2承受反压，流过L1和L2的电流理应相等，BAT对L1和L2同时充电。当Q2关断时，L1、L2两头电压反向，同时对-BUS放电。可是这时因为L1上电压反向，D1上承受了正向的电压，如此D1中将会流过电流，即L1中的电流将紧随D1的导通生成环流，L2中的电流就是填写电流（D2承受反压不流过电流），则L1电流应为IL2+ID1，如此就会与基尔霍夫电流定律相冲突。
如果2：D1中流过电流，如此在Q2开通时刻，L1流过非直流电流，如此L1充电将造成D1承受反压与如果相冲突。当Q2关断时，因为D1、Q1开通，L1两头电位为0，如此L1中流过直流，与如果不一致。
综上所述，L1上的电流理应近似为直流。相似的能够阐明在充+BUS时，L2上电流应近似直流。
实际测验结果
为了证实以上解析的准确性，分别在Dell 5600W和Rack 6K机种上进行了实验进行了验证。
Dell 5600W
Dell 5600W电流考虑为直流。
CH1：D1电流；CH2：L2电流；CH3：L2两头电压；CH4：BUS电压

Fig.5
此中CH1+CH2为L1中电流，在几个周期内能够视为直流。
CH1：D1电流；CH2：L2电流；CH3：L2两头电压；CH4：L1两头电压

Fig.6
CH1：D1电流；CH2：L2电流；CH4：L1两头电压

Fig.7
Fig.6和Fig.7都发掘D1中电流有为0的状况，这是此前解析中没有参考的地区。试验中能够发掘该时间大抵为4us，负载量对其牵连很小。
Rack 6K
Rack 6K电流考虑为梯形波。
CH1：Q2驱动波形；CH2：L1两头电压；CH4：D1电流

Fig.8
CH1：Q2驱动波形；CH2：L1两头电压；CH3：流出电压；CH4：D1电流

Fig.9
Fig.8和Fig.9标明与Dell 6K类似都显现了D1电流为0的情况，该时间约为3us。这与电池填写电压和电感值相关。Dell 6K电池电压为240V，L1、L2感值为650uH；Rack 6K电池电压为180V，L1、L2感值为220uH。Rack 6K的D1电流升高率较快，升高到VBAT/2后等Q2开通，电流下落。
CH1：Q2驱动波形；CH3：流出电压；CH4：L1电流

Fig.9
能够看见L1上电流在负半周时电流纹波较正半周时小，与理论解析一致。
论断旁边二极管D1和D2功效是续流，将电感两头的压降箝位到0，而当这时电感L不再是储能元件，正半周将由L1对负载供应能量，而负半周将由L2对负载供应能量。二极管D1在实际测验中显现电流为0，也许是开关管和二极管的管压降导致的，至于电流为0的时间固定的原因是：电池形式填写为DC，以Dell 6K为例，5.4K R满载时，读到的Duty值为7000，即0.427，在稳态流程中变化不大。但负载量对其牵连的变换不大还是须要再思索的问题。
为了减少二极管的关断消耗，在两头并联C3和C4，如此D1、D2截止瞬间，C3和C4上电压为0，减少其关断消耗，对温升有益处。