تجزیه و تحلیل اصولی دستگاه فرکانس توان و دستگاه فرکانس بالا

ماشین های فرکانس برق و ماشین های فرکانس بالا بر اساس فرکانس کاری مدار طراحی UPS متمایز می شوند. دستگاه فرکانس برق بر اساس اصول مدارهای آنالوگ سنتی طراحی شده است و از یکسوساز تریستور SCR، اینورتر IGBT، بای پس و ترانسفورماتور ایزولاسیون تقویت فرکانس توان تشکیل شده است. از آنجایی که یکسو کننده و ترانسفورماتور آن در فرکانس 50 هرتز کار می کند، همانطور که از نام آن پیداست، UPS فرکانس برق نامیده می شود. ماشین های فرکانس بالا معمولا از یکسو کننده های فرکانس بالا IGBT، مبدل های باتری، اینورترها و بای پس ها تشکیل شده اند. IGBT را می توان با کنترل درایو اعمال شده روی گیت، روشن و خاموش کرد. فرکانس سوئیچینگ یکسو کننده های IGBT معمولاً چندین K تا ده ها کیلوهرتز است، حتی تا صدها کیلوهرتز، بسیار بالاتر از فرکانس ماشین های فرکانس قدرت، از این رو به آن یو پی اس فرکانس بالا می گویند.
در مدار UPS فرکانس برق، ورودی AC سه فاز اصلی از طریق یک سلف کموتاسیون به یک یکسو کننده متشکل از سه بازوی پل SCR متصل شده و به ولتاژ DC تبدیل می شود. مقدار ولتاژ DC خروجی را با کنترل زاویه هدایت پل یکسو کننده SCR تنظیم کنید. با توجه به اینکه SCR یک دستگاه نیمه کنترل شده است، سیستم کنترل فقط می تواند نقطه روشن شدن را کنترل کند. هنگامی که SCR روشن می شود، حتی اگر درایو گیت لغو شود، نمی توان آن را خاموش کرد. فقط می توان آن را به طور طبیعی پس از صفر شدن جریان آن خاموش کرد. بنابراین، روشن و خاموش شدن آن بر اساس یک چرخه فرکانس برق است و کنترل روشن و خاموش کردن فرکانس بالا وجود ندارد. با توجه به اینکه یکسو کننده SCR متعلق به یکسوسازی کاهنده است، خروجی ولتاژ AC توسط اینورتر ولتاژ باس DC کمتر از ولتاژ ورودی است. برای به دست آوردن ولتاژ 220 ولت ثابت برای ولتاژ فاز خروجی، لازم است یک ترانسفورماتور ایزولاسیون افزایش دهنده به خروجی اینورتر اضافه شود.