*、概述12脉冲整流器的由来
对于直流来说不存在什么功率因数问题，因为直流的电流和电压永远是同相的。而对于交流而言就出现了这个问题，功率因数是由于电压电流不同相造成的，如图1所示，电流和电压有*个相位差q ，图中的黑粗线表示电流和电压同相位时产生的有功功率，而其他部分则是*功功率，功率因数就是表征有功功率和*功功率含量情况的，它是相位差的函数，如式(1)所示。
Pf =cosq （1）
*功功率的出现不是*件好事，因为作为负载来说，它不能将由电网送来的能量全部吸收，只吸收有功功率部分，而*功功率部分则在电网线路中串来串去，白白占据着电网的有效线路而不做功。以后由于非线性负载的出现，如整流脉冲负载，虽然电流不是和电压不同
相的的正弦波，但由于对正弦电压波形的破坏也同样出现了*功功率，而且这种整流式脉冲负载已是当前影响功率因数的主要来源。为了节能、有效利用能源和降低干扰，**对企业的输入功率因数限值做出了规定，如何提高用电设备的输入功率因数已成当务之急。
二、12脉冲整流器的提出和解决方法
早期的IT设备供电电源多为单相220V，如果用电设备是电阻负载，其上面的电流和电压波形是连续的，如图2中的左边波形。但*般IT设备又�*诓孔员傅缭矗庑┑缭吹氖淙攵际�*个整流滤波器，使得电流呈脉冲状，使得对应脉冲电流的电压波形部分出现了失真，如图2的中间波形就是单相整流时的破坏情况，这时的输入功率因数只有0.6~0.7。但如果能够将中间图形中的*个大电流脉冲变成布满整个半周的小电流脉冲，也就相当于与电压同相的连续电流了，此时的电压波形就几乎没有失真了，如图中的右图所示，此时的输入功率因数九可以接近于1。
*般单相小功率UPS即使对电网有破坏，也不会造成大的损失，原因是功率不大。*严重的是三项大功率UPS，比如100~400kVA，目前*般标配都是所谓6脉冲结构输入整流器，如图3(a)所示。图(b)是这种电路破坏输入电压波形的*种情况。尽管如此，但它比单相时好多了输入功率因数可达0.8，原因是它将单相时的每半周*个脉冲增到3个，如图3(e)的“6脉冲整流电流输入波形”所示。但此时如果前面配置发电机还是需要3比1的容量，即发电机的容量至少要3倍于UPS。而且谐波电流也达到30%，对外干扰严重，所以很多用户提出了输入功率因数大于0.9的要求。为了这个目的不得不再增加半周内整流脉冲的数量，*简单的方法是将6脉冲增加到12脉冲，这就需要再增加和原UPS上*模*样的*个6脉冲整流器、*个移相变压器和相应的*源滤波网络。可以看出，造价也增加了不少。有的也尝试增加到18脉冲和24脉冲…但这样做既不经济也带来好多麻烦，比如效率降低很多、功耗大幅度增加、体积越来越庞大和价格越来越高，而效果并不是想象的那样好。于是就陷入了困境。
三、IGBT整流器的出现
IGBT在UPS中的应用*早只限于逆变器。这主要是因为虽然IGBT的电流虽然做得比较大，但耐压等*尚不足对付变化很大的电压范围，这*拖就是十多年。经过这十多年的发展，IGBT制造技术也有了长足的进步，几经改进，已经达到了用于UPS整流器的条件。目前已有*些厂*将IGBT整流的高频机结构UPS容量做到了200kVA左右。与可控硅相比IGBT的电流容量与耐压还是有些距离，所以器件的并联就成了关键。但任何问题都是可以解决的，这其中就不乏佼佼者，比如GE就将这种高频机结构UPS容量做到了500kVA，伊顿的更是突破了并联的禁区，*举将9395系列的单机容量做到了1200kVA，覆盖了工频机结构UPS当前达到的全部容量水平。到此就完成了UPS全部IGBT化、高频化的进程。这*改变的意义非常重大，*先它结束了可控硅多脉冲整流*法达到的高输入功率因数水平的问题，比如它可在半周中有上万个整流电流脉冲，如图3(e)的“IGBT整流电流输入波形”。同时也实现了节能减排的目标。
有人担*IGBT的可靠性问题，实际上现在的IGBT可靠性比起当年第*代全可控硅UPS来情况好多了，那时的整流器和逆变器都是可控硅器件，而当时的可控硅的水平很原始。不可忽视这几十年的发展，当年的可控硅可以说是在平地上起步的，而现在的IGBT是在积累了几十年经验的基础上发展起来的，二者的基础有本质的区别。具有IGBT整流器的高频机结构UPS在有的厂*已是成熟的技术和成熟的产品，并已被指定为军用产品。由于市场的竞争规律所致，只是*个推广的时间问题。目前在*内几百千伏安的全IGBT结构UPS在金融、在电信、在部队、在科研、在奥运村等很多地方正在服务运行，要正视这个现实，切不可忘言“具有IGBT整流的UPS目前只有100kVA以下才是成熟的”这种结论性的话。甚至有的人把可靠性与先进性对立起来看，说什么：要可靠就用12脉冲整流，要先进就用IGBT整流。就好像先进就不可靠，可靠就不先进。此种说法值得商榷，实际上不可靠的技术本身就不是先进的，当前用在多处的高频机结构IGBT整流的UPS运行现状就说明了这个问题。
在UPS中IGBT整流器终究要代替可控硅整流器是不争的事实。但不要误会成在别的方面也是这样，比如在高压电力上可控硅的优点是不可忽视的，也是目前其它半导体器件不可代替的。可控硅技术和应用还在发展，那是说在别的*域，并不代表UPS中的12脉冲整流器也是发展方向，即高频机结构UPS和工频机UPS不是两个发展方向，而是只有高频机结构UPS代替工频机UPS*个方向。
是不是IGBT以后也就始终占据着这个整流位置呢?也不尽然。任何器件的服务寿命都不是永恒的。由于可控硅的可控性替代了不可控的普通二*管整流器，又由于可控硅的不可关断性又被IGBT所代替，以后还会由于IGBT的耐压和电流容量问题被其他器件代替，这就是历史。比如有*种器件就是类似于IGBT的MOS管与可控硅的结合器件，既可以有高耐压、大电流，又具高频可控功能的器件正待出现，那时不但在UPS中取代IGBT，而且可能在电力中彻底取代可控硅…这也是历史发展的规律。莫要为IGBT整流器取代12脉冲整流器而耿耿于怀，也不要为IGBT整流器取代12脉冲整流器鸣不平，更不要千方百计地设法阻挡这个潮流。不要模糊人们的视线，向用户讲述真实情况才是*可贵的。