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圖2、鋁質電解電容電解液流失與ESR/容值之關係圖 [2] 圖5、不同V GE 與I C 之關係 [6]

300 400
280 360
260 ESR V GE = 19V
240 Weight 320 V GE = 17V
V GE = 15V
220 Capacitance 280 V GE = 13V
Percent of Initial Value 180 100.0 99.9 99.7 99.2 98.9 I C [A] 200 V GE = 9V
200
V GE = 11V
240
160
140
160
120
140
100
80
60 120
80
40
20 40
0 0
0 1000 2000 3000 4000 5000 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Test Hours @ 95C [DC only] V CE [V]
圖3、不同輸出特性IGBT並聯後均流情況 [6] 圖4、不同輸出阻抗並聯後均流情況 [6]

I C1 I C2
I C1 I C = I C1 + I C2
i c
250
I C
200
I C2 i c1 i c2 Q 1 Q 2
150 L V T1 V T2 L
I C [A]
100 V GE1 = V GE2 = 15V
T J = 125°C
R E1 R E2
50
0 Vo1 Vo2
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
V CE [V]

使漣波電壓(正比於ESR)、電容值 電解液持續流失時，ESR的反應會 困難度亦較高，倘若輸出電壓因故
及漏電流不易實現於在線監測中， 優先於電容值，但以此次案例而言 導致偏差，即會造成負載電流分配
目前僅有年保時施作ESR及電容值 (漏液約莫10C.C.)，其增加的ESR 不均，影響元件壽命降低供電可靠
量測，且ESR量測並未導入於各 並不足以導致溫度上升至溫度開關 度，有關逆變器並聯控制亦有多篇
廠。 動作，而容值亦無法顯現出差異， 文獻探討 [3] [4] [5] 。
細部探討電容器失效模式，可了解 且NT UPS現行的承漏盤設計，無 要做到逆變器的均流，除了控制策
電解液扮演著舉足輕重的腳色，電 法承接該洩漏量，若其溢出至IGBT 略以外，還須考量下列幾個元件導
解液的功能在於和鋁薄膜孔隙的有 模組導致短路故障，將嚴重影響生 致的因素 ，IGBT製程差異：可參
[6]
效接觸，增大有效表面積，提升電 產。 考 圖3 ，IGBT的製程差異，會使其
容量的效果。而電解液的蒸發、 在同樣的VCE (sat)下，產生不同
漏液等異常亦會反映在ESR及電容 的額定電流IC；輸出迴路阻抗不對
逆變器並聯的均流探討
值，然而，我們在UPS年保時，發 稱，參考 圖4 ，由於IGBT模組到並
現NT UPS使用的電解電容多顆發 高科技廠房對電力品質的要求越來 聯點間線長必不同，所以並聯的兩
生嚴重漏液，電解液甚至溢出原有 越高，所需使用的高可靠度不間斷 回路等效射級阻抗RE1及RE2就不
承漏盤，流至下方IGBT模組，與 供電容量亦不斷擴大，高電壓/電 同，會導致阻抗小的模組分到較高
IGBT僅有數公分之距離，若非年 流額定值的IGBT模組由於生產成 的電流；閘極驅動電壓VGE，相同
保發現，後果將不堪設想，且UPS 本較高，因此業界普遍使用多組逆 的VCE時，若閘極驅動電壓VGE不
本體無任何告警。將其拆下進行量 變器並聯之架構來提升電壓/電流 同，亦可能導致分流不均，參考 圖
測，發現其電容值相較正常電容 額定，但相較直流輸出，交流輸出 5。
幾無差異，關於電解液的流失與 並聯需考量不只電壓大小，還有頻
綜上所述，許多因素皆會導致兩組
ESR、電容值的關係可參考 圖2 ，當 率、相位、向序等條件，控制上的

FACILITY JOURNAL JUNE 2019 59