C1K(S)Ⅲ维修手册 UPS

1、山特电子（深圳）有限公司 C1K(S)()维修手册客服中心 2000/12/1前言 本机器是C1K（S）II的升版产品，工作原理基本上等同于上一代产品，只是在C1K（S）II的基础上增加了一些功能。例如TVSS突波浪涌保护功能、风扇转速控制功能、零火线反接检测功能、充电器FAULT检测功能、市电输入电压范围增大（由120V300V）、旁路输出自我选择功能（可以通过串口设定有旁路输出和无旁路输出），提高过载能力、在线检测电池是否连接功能、可以通过串口查询故障参数、自动唤醒功能等，及对产品性能有更高的改善。PFC控制电路由原来的UC3854控制改为电路更简单的UC3843控制，维修更方便。此维修手

2、册旨在提高全国各客服部的电路理论水平及机器维修水平，提高维修品质。 本维修手册可能有一些不完善的地方或不周到的地方，敬请各位客服工程师、各级主管提出宝贵的意见，以便在维修手册再版时改进。谢谢！C1K(S)()结构说明一、 外部结构1 前面板1.1. 触摸式开关“ON”：启动UPS逆变输出的开关，未打开开关时送入市电，UPS无输出（UPS初始默认值为旁路无输出，但可通过串行口更改默认值），此时仅充电器及电源部分工作；持续按下此开关约1秒后，UPS执行开机动作，UPS进入BYPASS状态，待INVERTER工作正常后，UPS由BYPASS输出转为INV输出。此开关兼有蜂鸣器消音功能。1.2. 触摸

3、式开关“OFF”：关闭UPS逆变输出的开关。市电正常时，持续按下此开关约1秒，UPS切断输出（若设置为旁路有数出，UPS将由逆变输出转为旁路输出）。电池模式，持续按下此开关约1秒，UPS切断输出。1.3. 负载指示灯及电池容量指示灯：显示负载大小百分比及电池容量百分比。 市电正常时显 市电断电时指示 示负载百分比 电池容量百分比 ³95 0%25% 71%95% 26%50% 51%70% 51%75% 31%50% 75%100% 0%30% ³100%1.4. 状态显示灯；显示市电正常与否，市电状态，电池状态，逆变输出或旁路输出、故障状况。2后盖板1） 输入电源插座：市

4、电输入插座最大输入电流为6A；2） 输入BREAKER：最大输入电流为7A；3） 输出插座；两个国标插座，每个最大输出电流为10A；4） 风扇：一个散热风扇（12V/3.12W）用以降低机内温度，整机安装时需注意后盖板与障碍物（如墙壁）间的距离（10cm以上），以维持散热良好；5） 界面插座：后盖板上有一个界面插座，为网路界面；6） 外接电池插座孔（长效型）：36VDC/30A；7） 计算机接口：标准DB9线插座，通过串口线与PC机进行通讯；8） 网络、FAX、MODEM浪涌保护插座：提供TVSS功能。二、 内部结构1. 功率板PSDR：位于机器隔板右侧（前视）。2. 控制板CNTL：位于机器

5、隔板右侧上方平放（前视），是UPS主要控制部分。3. 显示板PANEL：位于前面板之后，包括负载显示、电池容量显示、状态显示及开关键。4. 输入滤波器：避免市电电网上之杂讯由电源线传入机器，影响UPS工作，也防止UPS工作高频杂讯影响市电电网。5. 电池组：C1K由3个12V/7AH电池组成，当市电中断时，提供电能继续供负载使用。（C1KS长效机无内置电池组）6. 充电板：位于机器隔板左侧（前视）。（C1K标准机无充电板）7. 充电板滤波器：避免市电电网上之杂讯由电源线传入充电器，影响UPS工作，也防止UPS工作高频杂讯污染市电电网。8. TVSS板，位于后盖板之前下方，用于网络、FAX、MO

6、DEM浪涌保护。C1K(S)()工作原理分析一、架构方框图：（见附件1）二、整机接线图：（见附件2）三、电路方框图： 当市电正常时，电流一方面经由功率因数修正电路产生逆变工作所需的直流电压土DC BUS（土385VDC），再经逆变器把DC BUS转换为交流输出，另一方面市电经充电器的转换，产生直流电压41.1VDC对电池充电。当市电中断时，电池所储存的能量经转换器（DC-DC）转换为两个DC BUS电压（土380VDC）作为逆变器输入，以维系输出不间断。参考线路说明第一部分：PSDR板参考线路说明1. 充电器（见下图）：A、 工作原理：有市电输入时，市电经输入滤波器进入功率板P5、P6，由D5

7、D8和C10构成的整流电路把交流输入变为直流，通过分压电路给UC3845提供工作电源，充电器开始工作后，隔离返弛式变压器的其中一个绕组输出端为UC3845提供稳定的工作电源。为确保电池寿命，充电器输出电压必须维持稳定。本机充电电压是通过控制IC （UC3845）PIN1的电位来实现自动调整的，此变压器同时还产生功率因数修正电路的驱动电源PF.VCC。维修判断标准：充电电压在规定的范围41.1±0.6内，出现充电电压高于或低于正常值，即认为充电电路NG。B、 各关键点电阻值、电压值、及工作频率：（标机充电器） 关 键 点电阻值电压值（RMS）工作 频率U501（UC3845）第1脚5M

8、2.5VU501（UC3845）第2脚接地接地接地U501（UC3845）第3脚1KU501（UC3845）第4脚21K2.15V90KHZU501（UC3845）第5脚地地地U501（UC3845）第6脚47K45KHZU501（UC3845）第7脚910K11.5VU501（UC3845）第8脚4.3K5VU502之AK间11K2.5V 备注：1。此处的“地”为充电部分的独立地； 2电阻值均为相对于充电处“地”而言。C、 常见故障及检修（无任何电源状态）故障现象故障元件万用表档位标准值故障值无充电电压或充电压异常D4二极管档0.374V0R81电阻档100KW无穷大U503二极管档0U50

9、4二极管档0U501（6-5）电阻档47KW偏低Q8二极管档0.375V0TX1电阻档无穷大R502电阻档47W无穷大R3电阻档0.75W无穷大2. 开机电路（见下图）A、 工作原理：1）、电池模式：持续按下SW ON 1 SEC，接通电池，电池电压经过分压送给U601，启动工作电源部分。SWDETECT用以检测开机动作，CPU检测到有开机动作时开始执行DC开机时序。2）、市电模式：送市电，充电器正常工作后会产生SW1信号，即可启动工作电源部分。持续按下SW ON 1 SEC，CPU检测到有开机动作时开始执行AC开机时序。维修判断标准：开机电路交流、直流开机均可，即为OK。B、 各关键点电阻值

10、、电压值、及工作频率：（工作电源部份） 关 键 点电阻值(或二极管档测量值)电压值（RMS）工作 频率U601（UC3845）第1脚1M3.2VU601（UC3845）第2脚10K2.4VU601（UC3845）第3脚1K0.12VU601（UC3845）第4脚14K2.10V150KHZU601（UC3845）第5脚地地地U601（UC3845）第6脚47K5.0V75KHZU601（UC3845）第7脚40K11.4VU601（UC3845）第8脚4.25K5VQ601之SD间0.387V75KHZ 备注：1。此处的“地”为公共地，即电池负端； 2电阻值均为相对于公共“地”而言; 3Q60

11、1之SD间电压值为FLUKE-87二极管测量值，正 表笔接S极，负表笔接D极。C、 常见故障及处理故障现象故障元件万用表档位标准值故障值无法开机D21二极管档0.570V无穷大Sw502键电阻档0 (按下)无穷大(按下)灯板排线电阻档CN(P15,16)阻值0无穷大无法关机SW501键电阻档0 (按下)无穷大(按下)3. 工作电源产生电路(见下图)A、 工作原理：电池电压、充电电压由TX3第5脚输入，经由U601、Q601、TX3等所构成的开关电源电路，产生多组线路控制IC的电源，TX3变压器第3脚经D605整流输出12V，其中12V电源再经由U21（7805）产生5V电源供控制板或其它控制I

12、C做为工作电源。维修判断标准：量测工作电（12V、5V）、逆变管驱动电源、POWER FACTOR CORRECTION驱动电源是否正常，若一切均无问题即认为工作电源电路OK。B、 工作电源电路各关键点电阻、电压、频率（请参考开机电路。）C、 常见故障处理故障现象故障元件万用表档位标准值故障值死机U601（6-5）电阻档47 KW0或太低Q601二极管档SD极间0.37V左右0TX3电阻档无穷大R607电阻档47 W无穷大ZD601二极管档0.70V0或无穷大ZD602二极管档0.70V0或无穷大R601电阻档0.5 W无穷大C610电阻档0或太低C611电阻档0或太低C612电阻档0或太低C

13、613电阻档0或太低4. 直流转换器(见下图)附图：架构工作原理图： C1K（S）III实际工作电路原理图：A、 工作原理：电池电压经由TX1、Q4、Q6、Q10、Q11、及控制元件U01组成PUSH-PULL升压线路，将单一的直流电压（电池电压）转换为两个直流电压，当市电中断时，此两个直流电压通过D12、D13、D14、D15、D16、D17和电感L7、L8送土DC BUS（土380V）继续提供逆变器电源，使供电为连续不断电，并用通过U01-3525来控制DC BUS电压的调整。由CPU自行设定并控制，不需人工调整。B、 升压电路关键点电阻、电压、波形频率： 关 键 点电阻值(或二极管档测量

14、值)电压值（RMS）工作 频率U01（UC3525）第1脚22.5K5VDCU01（UC3525）第2脚5.1K5V=REFU01（UC3525）第3脚2.1K88KHZU01（UC3525）第4脚3.1K1.7V88KHZU01（UC3525）第5脚4.8M2.1V88KHZU01（UC3525）第6脚3.7K3.7VDCU01（UC3525）第7脚4.8M2.2V88KHZU01（UC3525）第8脚14.4M5VDCU01（UC3525）第9脚148K0.8V50HZU01（UC3525）第10脚7.3K0VDCU01（UC3525）第11脚23.4K2.69V44KHZU01（UC35

15、25）第12脚地地地U01（UC3525）第13脚12VVCCU01（UC3525）第14脚23.4K2.8V44KHZU01（UC3525）第15脚12VVCCU01（UC3525）第16脚5.1K5VREFQ4、Q6、Q10、Q11之SD0.345V44KHZQ4、Q6、Q10、Q11之GS47KW44KHZ注：1）电阻值均为相对于公共“地”而言;2）测量工具为：FLUKE-87和TDS340A；3）上述测量电阻值为静态整机测量值。C、维修判断标准：测量DC BUS电压在正常值的允许误差范围内，即认为DC-DC 直流转换器OK。D、 常见故障处理故障现象故障元件万用表档位标准值故障值1、4

16、灯亮，BUS FAULTQ4之S-D二极管档0.39V0、太低、太高Q6之S-D二极管档0.39V0、太低、太高Q10之S-D二极管档0.39V0、太低、太高Q11之S-D二极管档0.39V0、太低、太高R11、R77电阻档10 W无穷大R7、R73二极管档10 W无穷大U803之1-2二极管档1.0V偏大U804电阻档D12、D13二极管档0.428V0、太低、太高D14、D15二极管档0.428V0、太低、太高U01电阻档特别注意：升压电路脉宽调制控制芯片U01为专用芯片，只能用SG-THOMSON品牌，而不可以用其它的品牌的3525。5. 功率因数修正电路（见下图）所谓功率因数校正，就是

17、改善电流波形，使其形状尽量与电压波形一致，这样负载呈现出电阻性负载的特性，功率因数将接近于1。故在整流后加入一级DC/DC的功率因数校正器（PFC），借由主动开关的动作将输入电流修正为与电压波形相似的正弦波，以达到提高功率因数目的。对于改善功率因数，采用升压式电路有不少优势。下面先介绍其工作原理。 A、PFC升压式电路的工作原理图： Fig.10 升压式电路原理图 B、PFC升压电路实际电路图： （ C1K（S）III ） 如Fig.10所示，当Q1导通时，二极管D1截止，电感L1处于充电状态，在输入电压Vin的作用下L1的电流线性上升，输入的电能转换成磁能储存在电感线圈中，负载靠滤波电容C1

18、提供能量。当Q1截止时，由于电感电流不能突变，因此L1产生极性为右正左负的感应电势，该感应电势试图阻止电感电流的衰减。此时D1导通，电感L1把上一时间段储存的磁能通过D1一方面传递到C1，给C1充电，另一方面提供给负载。所以，只要通过调整开关S的导通与截止时间，就能控制负载两端的电压。并且由于电感电流不能突变，可以比较容易地控制电感电流（输入电流）的波形。 B、功率因数校正的实现C1K（S）III功率因数校正的实现是通过UC3843的控制下的升压式电路来完成的。功率因数校正专用芯片类似C1K（S）II代的功率因素控制芯片UC3854，为使电流波形跟随电压波形，须采样BUS电压信号、输入电流标准

19、波形信号、输入电压有效值和输入实际电流信号，然后做相应的运算，才能通过对其输出脉冲脉宽的调节来实现稳定BUS电压和改善电流波形的目的。 C、PFC控制电路关键点电阻、电压、波形频率：（NO LOAD） 关 键 点电阻值(或二极管档测量值)电压值（RMS）工作 频率U401（UC3843）第1脚91K2.25VU401（UC3843）第2脚16K2.54VU401（UC3843）第3脚310欧0.50V25KHZU401（UC3843）第4脚19K2.15V25KHZU401（UC3843）第5脚地地地U401（UC3843）第6脚4.9M6.0V25KHZU401（UC3843）第7脚12.0

20、VU401（UC3843）第8脚4.10K5VQ14之SD间0.387V25KHZ 注：1）上述测量值是在LINE MODE且NO LOAD时； 2）测量工具为FLUKE-87； 3）电阻均相对于“地”而言。 D、常见故障处理：故障现象故障元件万用表档位标准值故障值PFC不工作或DC BUS电压不正常超出385V（范围）U401（6-5）电阻档4.9MW0或太低Q14SD间二极管档0.37V左右0Q402二极管档正偏0.6V0U10之2-3PIN电阻档4.8M无穷大或0ZD01二极管档0.70V0或无穷大ZD02二极管档0.70V0或无穷大R408电阻档300W无穷大R68电阻档47W无穷大D

21、24二极管档0.535V0或无穷大REC1二极管档0或太低F3电阻档0无穷大E、 检修技巧： 判断PFC电路不工作，如果可能是由于无PFC电源时，可以不用插控制 板，而直接量测电源电路部份之PF.VCC+()电源。F、 维修判断标准：LINE MODE下量测DC BUS 电压在正常值385VDC范围内，即认为PFC OK。6. 逆变器（见下图）A、 工作原理：PWM脉宽调制信号经由U7、U8作前级隔离耦合驱动，正负DC BUS电压经由Q12、Q13组成的半桥式逆变器，输出载有高频的50HZ包络信号，经L1、C2低通滤波，产生低频50HZ标准的正弦波，供后级负载使用。B、 常见故障现象故障现象故

22、障元件万用表档位标准值故障值逆变失败UPS长鸣Q12、13二极管档0.374V0R38、R55电阻档10W无穷大R40、R54电阻档47W无穷大D21、D22二极管档0537V无穷大U7（2-3）二极管档1.4V0U8（2-3）二极管档1.4V0 注：1）U7（2-3）、U8（2-3）二极管档量测电压值均为在路测量； 2）测量工具为FLUKE-87。 特别注意：在拆装CNTL板时，拆掉计算机接口处的两个六角头螺丝之外，还请松开后盖板上计算机接口与智能插槽之间的螺丝，否则CNTL板将不易从PSDR板上拆卸下来。7输出电路（见下图）A、 工作原理：当UPS检测到INV工作正常后，发出INRLY信号，使RLY1切换到INV输出，反之，则仍用BYPASS输出。INV和BYPASS电压通过P3、P4向负载供电，并由CT1和R29作为负载侦测，将L.C+L.C-送到CNTL板，供面板显示负载容量及其它保护。B、 常见故障及处理故障现象故障元件万用表档位标准值故障值不转INV或不能带负载，负载指示灯异常R29电阻档20W太大或无穷大CT1电阻档RLY1电阻档8CNTL控制板电路： 1)。电池模式和市电模式CN1各脚电压值：（空载）PIN123456789101112功能BUS.VFB-BUS+3525OFFSW1BAT.VSW2PFC.OFFL