山特ups电源故障维修

  山特ups电源故障维修精品文档山特ups电源故障维修学习共享2010-10-2310:38:30阅读316评论0字号：大中小订阅UPS的品牌较多，这里以山特（Santak）牌C系列3kVA在线式UPS为例叙述其工作原理及维修方法，供电源技术工程人员参考。1性能参数与系统框图（1）性能参数如表1所示，这里同时把该系列1kVA及2kVA产品的性能参数一并列出，供比较用。表1山特C1kVA/C2kVA/C3kVA性能参数：型号项目C1kC2kC3k额定容量（输出）1kVA2kVA3kVA输入电压160〜276V...

  精品文档山特ups电源故障维修学习共享2010-10-2310:38:30阅读316评论0字号：大中小订阅UPS的品牌较多，这里以山特（Santak）牌C系列3kVA在线式UPS为例叙述其工作原理及维修方法，供电源技术

  人员参考。1性能参数与系统框图（1）性能参数如表1所示，这里同时把该系列1kVA及2kVA产品的性能参数一并列出，供比较用。表1山特C1kVA/C2kVA/C3kVA性能参数：型号项目C1kC2kC3k额定容量（输出）1kVA2kVA3kVA输入电压160〜276V频率50Hz±5%输出电压220V频率50Hz电压稳定度±2%频率稳定度±0.5%（电池供电）超载能力110%(10s)130%(200ms)电池直流电压36V96V密封免维护电池12V/7.2Ah

  32V/6.5AhX82V/7.2AhX8备用时间（满载/半载）7分钟/17分钟8分钟/25分钟5分钟/20分钟充电时间回充至90%8h转换时间停电或复电零中断噪音1m距离

  CM5-!+32VZEX,i2i■图3开机电路辅助电源电路如图4所示，电池电压、充电电压由TX305第6脚输入，经由U302、VM3、TX305等所构成的开关电源电路，产生多组相互隔离的逆变器所需的工作电源IGBT+12V、IGBT—5V及控制工作电源24V、12V，其中12V电源再经由U311(7805)产生5V电源供控制板或其他控制集成电路作工作电源。Us

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  MMlLift1—JKmTX.W1UOIGillrumCv?ti=;-r-\GHTJR^a-1(；BTZS/.Di7805

  图4辅助电源电路斩波器电路如图5所示，由TX501、TX502、VM501、VM502、VM503、VM504、VM505、VM506及控制元件U501组成的升压斩波电路，将单一的直流电压(电池电压)转换为高压正负直流电压。当市电中断时，此直流电压通过VD501、VD502、VD503、VD504、VD505、VD506、VD507、VD508和电感L501、L502送至±DCBUS(±400V)继续提供电源给逆变器，使供电不致中断，并用U501来控制DCBUS的输出电压，由CPU进行设定并控制，不需人工调整。CPU通过U501(SG3525)的OFF端控制该直流直流变换器的工作状态。当市电正常时，关闭集成控制片SG3525，使斩波器不工作，只有在蓄电池供电时，该斩波器才工作。图5斩波器电路功率因数校正电路如图6所示，输入交流电经CT2，电感L1、L2，整流桥BR02、VM1A、U305、U10组成升压斩波电路，在电容C320、C332、C334、C338及C313、C321、C333、C335上产生±370V的BUS电压作为逆变器输入，经逆变器的转换，产生正弦交流输出。与此同时，UC3854将检测市电电流和市电电压，对功率元件来控制，使输入电流的波形与电压波形相近，相位相同，以提高输入功率因数，避免对电网产生谐波干扰。稳定的DCBUS有助于稳定交流输出电压，因此要格外的注意DCBUS电压的稳定和准确。本机由CNTL直接依据输入交流电压的高低和当前±3US电压高低来控制，不需人工调整DCBUS电压。逆变器电路如图7所示，C320、C332、C334、C338及C313、C321、C333、C335和VM12、VM13及VM5、VM7组成半桥式逆变器，L5、L6、L7及C11、C12组成低通滤波器，在CNTL所产生的PWM信号控制下，经由U2、U3隔离驱动，推动半桥逆变器两功率管工作，产生正弦波输出。图6功率因数校正电路输出电路如图8所示，当CPU检测到逆变器工作正常后，发出INRLY信号，使RL04切换到逆变器输出，反之，则仍由旁路输出，逆变器和旁路输出电压通过CN17L、CN17N向负载供电，并由CT1和VD61、VD62、VD63、VD64、R71进行负载侦测，将L.C+、L.C—送到CNTL板，供面板显示及其他保护用。(2)控制板电路工作原理输入CPU的各监测信号电路

  PWMI2VPV/MI2VAPWM►jti$VVIvdk

  -nTLP2S0JE卩讥MUjIET1P2*it人人人12V0V-5V2SYlr■■i，i：士/■HlIS图7逆变器电路屯蟹+图8输出电路

  图13自动开机消音、自检电路自动开机当CPU接到SWSTUTS信号后，将此信号状态存贮于CPU的EPROM中。当机器因电池电压低等原因关机，若故障消除后，CPU根据存贮的信号状态自动启动UPS。开机消音在电池供电时，蜂鸣器会根据电池电压监测值鸣叫，以表示电池容量情况，若再按SW-ON约1秒，SWSTUTS信号第二次送入CPU,CPU接受此信号后，操作蜂鸣器，使之停止鸣叫，若再按SW-ON约1秒，则蜂鸣器又开始鸣叫。开机自检每次工作模式转换都会对系统来进行自检，表现形式为面板负载指示灯开始时全亮，再逐个熄灭。图14辅助电源监测电路[L4JI也20LDRii=HbokQToJpF-图15基准电源产生电路辅助电源监测电路如图14所示，此电路给CPU提供工作电源5V，当控制电源12V/5V出现故障时，CPU将被复位或停止工作。此电路采取LM393运放作为比较器，由12V直流电源经R77、R80分压后得到约6V的电压，送至U7的第5脚即运放的同相端，与反相端的5V作比较。一般的情况下，运放的输出经R78上拉电阻箝位为5V，若12V电源因某一些原因低于10V或5V电源因某一些原因高于5V，则运放的输出会变为低电平，CPU将停止工作。当CPU第一次收到此电路产生的+5V信号时，处于复位状态，对系统自检。基准电源产生电路如图15所示。该电路的作用是给CPU内的A/D转换器提供高稳定度的5V直流电源，PSDR的+5V由7805产生，其误差范围为2%〜4%，而A/D转换器的5V要求误差小于1%时才可能正真的保证其转换精度。此电路采取TL431稳压，12V经R53、R54、R13分压，设置TL431的R端电位为2.5V，则从VRH端就能得到高稳定度的5V电压。振荡器电路由晶振XL1及辅助元件C40、C41、R12组成的振荡器电路，产生高稳定度的振荡频率，其振荡频率为6.37MHz，如图16所示。,f220pFR12——

  47kQ

  图16振荡器电路CPU输出控制及保护电路⑻I/P继电器驱动电路此电路为典型的开关线所示。当CPU监测到有市电输入，且控制电源正常时，会发出一个高电平信号给VM3的门极，使VM3导通，I/P继电器通电动作。当出现短路错误或充电故障时，CPU将VM3的门极置低电平，I/P继电器信号中断，I/P继电器复位，将旁路和逆变器切断。O/P继电器驱动电路此电路为典型的开关线所示。当CPU检测到高压直流电压及逆变器电压正常时，会给VM2的门极送入一个高电平，VM2导通。O/P继电器线圈一端接INV.RLY—,另一端接24V直流。当VM2导通时，INV.RLY—变为低电平，线/P继电器动作。RLVV~VM^T10kQI图17I/P继电器驱动电路蜂鸣产生电路如图19所示，CPU根据监测到的工作状态，发出相应触发信号，使Q1导通，从而控制蜂鸣器的工作模式：四秒一响——直流放电一秒一响——电池电压低半秒一响过载长鸣一一短路故障去匚IRunl()^/50V*-J24V图18O/P继电器驱动电路图19蜂鸣产生电路图20逆变器参考波产生电路逆变器参考波产生电路CPU通过监测市电电压的零点(频率与相位)与逆变电压的零点，输出幅度正比于市电电压和逆变电压相位差的控制信号PW2(来自CPU)，经C5、R23低通滤波后，再送到U3组成的波形转换电路，将PW2方波变为正弦波，使其成为调整逆变电压相位和市电电压相位同相的参考波，如图20所示。逆变器误差放大器电路INVERTER.1端经R24、R25分压后，与参考波相减作为误差放大器的输入。VR1用来调整U3放大器的工作点，如图21所示。三角波产生电路如图22所示，从CPU内发出38.4kHz的时钟信号送入Q6的基极，经幅值变换后送入4013，分频为19.2kHz，经C19、R45送至由U3、C13、R44、R49组成的积分器进行积分，将方波积分为三角波，送入PWM产生电路。PWM产生电路如图23所示。此PWM产生电路采取三角波调制法来实现：比较器U5的同相端为三角波，其反相端为基准正弦波。当三角波大于正弦波时，U5输出一个宽度为三角波大于正弦波部分所对应时间间隔的正脉冲，此正脉冲分两路传递，一路经R12到U2与门缓冲整流，R20、C2、VD7使PWM信号上升沿平缓、下降沿陡峭，再送入U2(4081)的另一个与门，其输出做控制极。为增大信号驱动能力，4018后接2003作为PWM—输出级。另一路先送到反相器LM339的反相端进行反相，然后与PWM—一样产生PWM+信号。由CPU送来的PWMOFF信号与U4输出信号经2003非门输出，作为与门4081的一个输入端，控制PWM信号产生：正常时该输入端为高电平，有PWM信号产生；当UPS发生故障时，该输入端为低电平，关闭PWM信号。VI?lOOkQ5VIIU!2.2MQCu(100竺Whi

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  图23PWM产生电路市电电压监测当交流市电电压低于160V或高于276V时，系统进入蓄电池供电的逆变模式；当市电恢复到170V〜266V时，系统返回到市电供电的逆变模式。市电电压监测维修参数：每隔16ms监测市电电压一次。当市电电压连续5次低于160V或高于276V时，系统进入蓄电池供电的逆变模式；当市电电压恢复后，连续5次测量值在170V〜266V范围内，且频率也符合标准要求时，贝U系统返回到市电供电的逆变模式。.Vcc(+1«V

  值故障值无充电电压或充电电压异常BR01二极管挡0R238电阻挡100kQ无穷大U202二极管挡0U203二极管挡0U206(6-5)电阻挡47kQ太低Q208二极管挡0TX1电阻挡无穷大R230电阻挡0.5kQ无穷大表3充电器常见故障表每隔8个基准正弦波点时采样一次：市电电压；输出电压；输出电流。A/D维修参数：CPU于每周期开始，改变采样点的初始位置，使每隔8个基准正弦波采样一次，从而使A/D采样达到扫描的效果，采样值存入128个RAM内(128个RAM填满需8个周期)。(11)电压、电流、功率计算•市电电压计算CPU每隔2个周期计算一次，计算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方。•输出电压计算CPU每隔1个周期计算一次，计算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方。•输出电流计算CPU每隔32个周期计算一次，计算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方。•输出功率计算：CPU每隔32个周期计算一次，根据上述输出电压、电流并乘以功率因数进行计算。(12)瞬间断电检测CPU每隔4ms计算最近一周期采样的市电电压的A/D值，若小于150V则当做断电。(2)保护部分维修参数电池电压检测与过电压保护•电池过电压保护当每个电池电压高于直流15V时，UPS自动转入蓄电池供电模式，直到每个电池电压低于约直流13.5V时，UPS再恢复至原先状态，在此期间UPS长鸣并于面板显示告警。•电池电压检测放电时，UPS每4秒鸣叫一次；当每个电池电压低于约直流11V时，UPS每秒鸣叫一次;当每个电池电压低于约直流10V时，若输入电压为零，则UPS关闭，故障现象故障元件万用表挡位标准值故障值无法开机ZD1二极管挡0VD6A二极管挡0R31A.B.C.D.E电阻挡15kQ无穷大无法关机Q8二极管挡0表4开机电路常见故障表并准备自动复位；若输入电压超出限额，则视为开机条件错误，UPS每0.5秒鸣叫一次并于面板显示告警。逆变器输出短路及输出电压保护•输出短路保护当逆变器输出反馈连续64ms无过零点时，视为输出短路，UPS输出关断，UPS长鸣并于面板显示告警。•输出电压保护当逆变器输出反馈电压连续80ms低于140V或高于276V时，视为输出欠压或过压而保护，UPS转至旁路模式，UPS长鸣并于面板显示告警。BUS过电压保护当BUS电压连续64ms超过440V时，则认为BUS过电压而进行保护，UPS转至旁路模式，UPS长鸣并于面板显示告警。逆变器限流保护保护线路监测输出电流值，若超过额定电流3.6倍时，限流保护线kHz的周期重置PWM，直到输出电流值小于额定电流3.6倍时为止。故障现象故障元件万用表挡位标准值故障值—逆变器不工作，PFE不工作，无工作电源U302(6-5)电阻挡47kQ0或无穷大Q3二极管挡0TX305电阻挡无穷大R32电阻挡0.5kQ无穷大ZD3二极管挡0ZD4二极管挡0U311二极管挡0C361电阻挡0或太低C363电阻挡0或太低C364电阻挡0或太低C367电阻挡0或太低表5辅助电源常见故障表过温度保护当系统温度过高时，温度开关跳脱，使UPS转至旁路模式，UPS长鸣并于面板显示告警（侦测时间0.5s）。负载保护•110%〜130%若UPS从旁路跳转至逆变前，检测到负载超过110%，则没办法进入逆变状态，此时UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态。若开机后，检测到负载在110%〜130%之间，则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态，10s后UPS跳至旁路模式；此后若负载减轻至100%以下，则UPS重新软开机。若UPS在蓄电池供电模式下检测到负载在110%〜130%之间，则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态；若负载未减轻至100%以下，则10s后UPS转至旁路模式，此状态只有按OFF键才能解除。•大于130%若开机后检测到负载大于130%，贝UUPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态，同时UPS转至旁路状态。此后若负载减轻至100%以下，则UPS重新开机。若UPS在蓄电池供电模式下检测到负载大于130%,则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态；同时UPS转至旁路模式；此状态只有按OFF键才能解除。4常见故障排除（1）功率板电路维修判据及常见故障处理①充电器电路维修判据及常见故障处理（见表3）•维修判据充电电压在正常规定的范围内，出现充电电压高于或低于正常值，调节VR301，使之符合规定标准，即认为充电电路正常。故障兀件万用表挡位标准值故障值VD501二极管挡0VD502二极管挡0VD503二极管挡0VD504二极管挡0VD505二极管挡0VD506二极管挡0VD507二极管挡0VD508二极管挡01TX501电阻挡无穷或太咼1TX502电阻挡无穷或太咼Q501二极管挡0fQ502二极管挡0Q503二极管挡0Q504二极管挡0Q505二极管挡0Q506二极管挡0R501,R511,R512电阻挡100Q无穷大R514,R515,R516电阻挡100Q无穷大表6斩波器电路常见故障表开机电路维修判据及常见故障处理（见表4）•维修判据开机电路交直流开机均可，开机电路即正常。辅助电源产生电路维修判据及常见故障处理（见表5）•维修判据测量工作电源（24V、12V、5V）、逆变管驱动电源及功率因数校正驱动电源是不是正常，若一切均无问

  即认为工作电源电路正常。斩波器电路维修判据及常见故障处理（见表6）•维修判据测量DCBUS电压在正常值，即认为直流—直流变换器电路正常。功率因数校正电路维修判据及常见故障处理（见表7）•维修判据测量DCBUS电压在正常值范围内，即认为PFC电路正常。逆变器电路维修判据及常见故障处理（见表8）•维修判据输出电压在指定的范围内即认为逆变器正常。输出电路常见故障处理（见表9）（2）控制电路常见故障及处理①输入CPU的各监测信号电路的常见故障及处理•过零产生器电路常见故障及处理此电路中VD13和C22、C55若损坏，将导致CPU误判断为市电输入异常，UPS不能转为市电供电，将其更换即可。•电流峰值保护电路常见故障及处理此电路若送入U7第2脚的+5V电源或C53故障，将导致UPS的保护误动作或拒动。•输出电压监测电路常见故障及处理若VD10、VD9、C32、C12损坏，将使CPU误判断，UPS不能逆变输出，将这些元件更换即可。•温度监测常见故障及处理若NTC1断开，可能使CPU拒保护而损坏更多元件；若C34短路，将使CPU误保护，UPS无法正常开机，将此二元件更换即可。•自动开机及开机消音、自检电路常见故障及处理VD2和VD3短路将导致UPS在市电工作模式下无法关机；C53短路将导致UPS无法关机，将相应的元件更换即可。•工作电源监测电路常见故障及处理此电路中C43若短路，CPU将不能工作，将C43更换即可。•基准电源产生电路常见故障及处理若TL431或C49短路，或R53、R54、R13阻值偏移，将使CPU读数错误，产生逻辑混乱,更换这些元件即可。•振荡器电路常见故障及处理若XL1发生故障，CPU不能工作，表现形式为无时钟信号，更换XL1。②CPU输出控制及保护电路的常见故障及处理故障现象故障元件万用表挡位标准值故障值市电供电时±370V异常Q1A二极管挡0或太低BR02二极管挡0或太低VD509二极管挡0VD510二极管挡0U305(16-1)电阻挡4MQ0或太低表7功率因数校正电路常见故障表I/P驱动器电路常见故障及处理Q3（VM3）若短路，则当发生短路输出时，PLY01不能起到保护作用，更换Q3。O/P驱动器电路常见故障及处理Q2（VM2）的D—S短路，则UPS输出不能转至旁路供电；若R101断路，贝UUPS输出不能转至逆变供电，更换Q2或R101即可。•蜂鸣器产生器电路常见故障及处理Q1和蜂鸣器易损坏，更换即可。•逆变器参考波产生电路常见故障及处理此电路故障率极低，倘若图示任何一个元件出现故障都将导致没办法同步，UPS不能转为逆变输出，更换相应元件即可。•逆变器误差放大器电路常见故障及处理此电路若出现故障会导致逆变器异常，可用示波器观察各点波形以判断故障元件。•三角波产生电路常见故障及处理若Q6故障，将导致逆变器不能工作，更换Q6即可。PWM产生电路常见故障及处理故障现象故障兀件万用表挡位标准值故障值逆变失败UPS长鸣Q12,Q13二极管挡0VD10,CD14二极管挡0Q5,Q7二极管挡0R30,R11电阻挡47kQ无穷大或太大]VD12二极管挡0VD13二极管挡0表8逆变器电路常见故障表此电路故障率很低，若有故障将导致逆变器工作异常或不能工作，用示波器观察各点波形可找出故障原因。•RS232电源产生电路常见故障及处理此电路若出现故障，UPS的RS232接口将出现错误，易损元件包括VD22、VD21、VD20、VD19等，更换相应元件即可。故障现象故障元件万用表挡位标准值故障值不能逆变或不能带负载，负载指示灯异常R71电阻挡150Q太大或无穷口VD61,VD62,VD63,VD64二极管挡0或太大表9输出电路常见故障表

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