开关电源与UPS的关系

开关电源和UPS跟本不是一回事，只能说都是用开关电源在工作，UPS要复杂得多，开关电源只要输出直流稳压，几十块钱就能搞定，UPS要交流稳压，还要频率稳定和跟踪市电频率，开关电源是不用管频率的UPS出来时交流电，开关电源出来是直流电!开关电源与UPS革命2006-12-19:43:42【文章字体：大中小】打印收藏关闭原作者：刘凤君0引言市电并不是稳定的，它存在着很多电能质量问题，例如电压浪涌、高压尖脉冲、暂态过电压、电压下陷、线路噪声、频率偏移、持续低电压、供电中断等。这些质量问题既可以引起计算机的键盘锁定、硬件老化等相对较轻的不良影响，也可以导致数据完全丢失或主板烧毁等较大的事故。所以计算机必须采用UPS供电。UPS可以改善市电的供电质量，保护计算机稳定可靠地运行。UPS是专门为计算机设计的一种不间断电源，UPS离不开计算机，计算机也离不开UPS。随着计算机的广泛应用，使得UPS也得到了广泛的应用。对于UPS，按其输出电压波形的不同，可以分为交流UPS（ACUPS）和直流UPS（DCUPS），对于像计算机和通信系统等直流用电负载而言，从供电的可靠性、安全性和运行效率来说，直流UPS比交流UPS具有更突出的优点，诸如电路简单、所用元器件少、成本低廉、功耗小、体积重量小、可靠性高、扩容简单、制造容易、维护方便等但直流UPS也存在着一些缺点，例如，不能通过工频变压器向线性稳压电源供电，不能带交流负载，输出的大功率直流电压稳压困难，直流电压变化困难，市电与负载之间不能实现隔离等。虽然直流UPS比交流UPS具有更多的优点，但由于历史原因和传统观念的影响，当前应用较多的仍然是交流UPS。随着计算机应用领域的增多，每个领域各有自己与众不同的特点，因此对交流UPS的要求也各不相同，而作为公共设备的交流UPS，则必须具备所有这些功能。同时，即使对同一领域，由于不断发展的需要，对UPS的功能要求也越来越多，这就使交流UPS的电路越来越复杂，所用元器件越来越多，成本越来越大，维护越来越复杂，体积越来越大，可靠性越来越差。为了提高UPS的可靠性，又需增加各种保护电路或采用冗余并联的工作方式。这种滚雪球式的发展方式，导致交流UPS的生产维护技术的难度和售价指数增加。这又使一般中小型用户难以承受，严重影响了交流UPS的进一步推广应用。当这种矛盾发展到一定程度时，必然会引发一场UPS革命1当前UPS的结构特点与存在的问题当前UPS电路的结构形式，是由上世纪70年代UPS开发的初期决定的。那时的计算机采用的是以上频变压器为依托的线性电源，同时又由于交流电动机负载的存在，因此早期的UPS主要目的是保持工频交流不中断为了达到这个目的就必须进行逆变，于是逆变器就成了UPS中的核心部件UPS性能的改善和功能的提高，都集中表现在逆变器上，因此大家都围绕着逆变器大做文章，使逆变器成为UPS中电路最复杂，工艺最复杂，元器件用得最多，要求又最严格、设计制造最困难，体积最大、造价最高的部件，它占去了UPS整机成本、体积、重量和功耗的90%以上，成为UPS技术、功能和制造维护的难点集中地，当然也是UPS故障最多、叮靠性最差的地方。因此，对UPS革命自然而然地应从逆变器人手。也就是说要取消逆变器，只有这样才是对UPS最彻底的革命。但去掉逆变器在开关电源未普及之前决非易事，它有三大难点不能解决：一是直流电压不能通过工频变压器向线性稳压电源输送电能，亦即不能实现不间断供电；二是大功率直流稳压困难，计算机的多种低压直流电源采用直流变压困难；三是市电与计算机的电隔离困难。高频开关电源的出现与广泛应用，为解决上述三大难点创造了条件高频开关电源萌芽于20世纪50年代，到20世纪70年代完成了20kHzPWM开关电源样机，被称作“20kHz革命”，是直流稳压电源发展史上的一个巨大飞跃。到20世纪末高频精品文档开关电源技术已经非常成熟，并得到了广泛的应用，特别是在计算机电源中的应用，为UPS取消逆变器创造了条件，因为它解决了直流蓄电池电压的稳压、变压和市电与计算机之间的隔离问题。为了减小低压大电流时的线路压降，减小电源故障的影响范围，提高供电的可靠性，一般在小型计算机中都装有高频开关电源。这些开关电源的具体线路可能不完全相同，但其基本结构与组成部分是大致一样的。当前，ATX电源已取代早期的AT电源应用于计算机中，其原理电路如图1所示。它主要是由抗干扰滤波、市电侧整流和平滑滤波3种电路组成的市电侧整流滤波电路，以及由高频逆变、高频变压隔离、高频整流、高频滤波及控制电路组成的DC/DC变换器两部分组成的。输出的低压直流电压为±12V，±15V，3.3V，以供计算机内部电路使用。一般高频开关电源允许输人电压的变化范围为交流工频165〜275V，直流233.4〜388.9V，输出电压精度为0.6%〜1%。从图1所示的原理框图可知，ATX开关电源所具有的3种功能对取消UPS中的逆变器是十分有用的：一是可以输入工频交流电压，也可以输人233.4〜388.9V直流电压，以保持直流输出电压基本不变；二是ATX中的DC/DC变换器具有直流稳压和变压的功能；三是高频变压隔离器中的变压器具有隔离作用。这3种功能满足了计算机对UPS的要求，并实现了计算机输人电源的交直兼容，使计算机不再一定非要输人220V工频电压。2UPS的改革方案和工作原理如前所述，逆变器是决定传统交流UPS性能和质量的核心部件，对UPS革命的目的就是去掉逆变器，以降低UPS的成本，提高效率，减小生产难度，减小体积重量、简化操作维护，减小故障率，提高可靠性。因此，去掉逆变器的无逆变器UPS将是一种比较好的新型UPS方案。一台单相交流UPS向一台计算机供电的原理电路如图2所示，图2中的左侧虚线框内所示的电路为传统交流UPS，它包括整流器、蓄电池和逆变器；图2中的右侧虚线框内所示的电路，为计算机中的ATX开关电源，它包括抗干扰电路、市电侧整流滤波电路和DC/DC变换电路。在图2左侧的传统交流UPS电路中，市电220V交流电压经过无任何升、降压功能的桥式整流器，整流成+300V向蓄电池进行浮充电，蓄电池上的+300V直流电压再经过逆变器逆变成220V工频交流电压向计算机供电在图2右侧的计算机ATX开关电源中，“市电侧整流滤波电路”再将220V工频交流电压整流成+300V直流电压，而后再由ATX中的DC/DC变换器将+300V直流电压变换成±12V，±5V和3.3V的直流电压向计算机供电由图2可以看出，左侧UPS中的整流器输出的直流电压，与右侧ATX中“市电侧整流滤波电路”的输出电压都是+300V，是相同的。这就说明逆变器将蓄电池电压+300V再逆变成220V工频是多余的。因此可以将UPS中的逆变器去掉，并直接将蓄电池的+300V直流电压，通过计算机中ATX的“市电侧整流滤波电路”向计算机供电，如图3所示。要作到这一点，UPS中的整流器必须采用直接整流的方式，而不能带任何的升降压功能。Ifl?AftLDiij-e!»

将图2所示的供电电路去掉逆变器以后就变成了如图4所示的无逆变器UPS向计算机供电的电路，此时无逆变器UPS相当于一个具有交流旁路的直流UPS。此时UPS的工作方式是由市电、整流器与蓄电池组成的直流UPS通过静态开关2向计算机不间断供电，当直流UPS需要检修或出现故障时，由市电通过旁路开关（静态开关1）向计算机供电。比较图2和图4可知，去掉逆变器以后使UPS电路得到了很大的简化，保剩下了整流器、蓄电池及静态开关，这时静态开关2变成了只用一个SCR的直流开关。由图4左侧所示的单相无逆变器UPS电路组成的三相无逆变器UPS电路如图5所示，其工作原理与工作方式与图4所示单相电路相同。3无逆变器UPS的两种工作模式无逆变器UPS的工作模式有两种：一种是后备式工作模式，另一种是在线式工作模式。3.1后备式工作模式单相无逆变器UPS向计算机供电的原理电路如图4所示。当工作在后备模式时，在市电中断或在恢复过程中，作为后备式UPS负载中的ATX开关电源，其“市电侧整流滤波电路”的输出电压％及电流iR的波形如图6所示。图6中。之前由市电供电；ti时刻市电断电；匚〜七期间ATX开关电源内部的储能电容放电以维护计算机的工作；t2时刻由UPS中的蓄电池供电；t3时刻市电恢复。3.2在线式工作模式如图4所示，对于在线工作模式，在UPS处于市电旁路供电状态时（如检修整流器或蓄电池时），以及之后又恢复直流供电时，作为在线式UPS负载的ATX开关电源，其“市电侧整流滤波电路”输出端的电压ur及电流iR的波形如图7所示。图7中t1之前由在线式UPS直流供电；t1时刻转人市电旁路供电；t1〜t2期间由市电旁路供电；t2〜t3期间由ATX开关电源内部储能电容放电维持计算机工作，UPS中的蓄电池没有直流电流输出，t3时刻UPS恢复直流供电。FrItal***仑僵卞弓伫rri■.加3.3静态开关1和2之间的切换3.3.1由市电旁路供电到蓄电池直流供电的切换当市电掉电时，随着静态开关1（旁路）关断的同时，关断静态开关1的触发脉冲，并对静态开关2进行触发，使其被触发导通。3.3.2由直流供电到市电交流旁路供电的切换如图8所示，首先关断静态开关2的触发脉冲，当市电电压正半周到来的瞬间，将静态开关1（旁路）触发导通，用市电电压正半周的峰值（311V）大于蓄电池电压（+300V）的值来关断静态开关2。4无逆变器UPS的并联运行直流电压的并联，或在同一个市电电源下的交流并联，是比较容易的。两台单相无逆变器UPS的并联工作的原理电路如图9所示。假定它们工作在在线模式，静态开关1（旁路）处于关断状态。当两组蓄电池的电压ubi和ub2相同时，即ubi=ub2时，两台UPS并联后它们将共同平均分配同一个负载。如果两组蓄电池被充的电压不相同时，例如UB2VUB1时，静态开关2将受反压而关断，负载电流将全部由UB1供给。如果UB1的充电电流小于负载电流时，则UB1蓄电池组将放电以补充不足的电流，U将下降，而此时U会因不断地被充电使U上升，当U被充到U=U时，静B1B2B2B2B2B1态开关2导通，自动转人到两台UPS共同分担同一个负载电流的状态。并在向负载供电的同时，同步完成对各自蓄电池组的充电过程。、；1E古%事5〈的，卜熨电牛十一％!3如果市电电源中断，则这些并联的UPS不论其蓄电池容量大小，充电的程度如何，仍然可以自动地同步到放电终了的状态。无逆变器UPS能够具有如此良好的并联特性，主要得益于如下3点。1）不存在频率、相位不一致的问题；2）极佳的电流峰值九，易于实现不同容量、不同充电程度的无逆变器UPS进行并联，对负载具有极好的适应能力；3）静态开关2中的晶闸管杜绝了“环流”现象的发生，即不会出现电压高、容量大的UPS向电压低、容量小的UPS馈电。5无逆变器UPS的另外两种方案5.1采用两组蓄电池及单管半波整流充电的UPS采用两组蓄电池及单管半波整流充电的无逆变器UPS的电路，如图10及图11所示。其中图10是单相电路，图11是三相电路，它们的工作原理和工作方式与图4和图5相同，这里不再赘述。这种无逆变器UPS的特点，一是采用了两组蓄电池及单管半波整流充电，二是有两组输出，每组对应于一组蓄电池。两组输出A和B既可以单独使用，也可以同时使用。同时使用时就将单管半波整流，变成了单管全波整流，有利于提高市电输人功率因数。«f血1［电#计*■推#上*.虬⑥5.2采用直流旁路的无逆变器UPS电路采用直流旁路的无逆变器UPS的电路，如图12和图13所示。其中图12是单相电路，图13是三相电路，它们的工作原理和工作方式与图4和图5相同，不再精品文档赘述。这种UPS的特点是采用了直流旁路。旁路的直流电压为+300V,蓄电池的直流电压为+252V。当由蓄电池供电切换到直流旁路供电时，先关断静态开关2的触发脉冲，然后再触发导通静态开关1，用旁路开关的直流电压大于蓄电池的直流电压使静态开关2关闭，如图14所示。这样将使切换控制电路更简单，省去了市电电压正半周的检测电路AU】北玄点寸上旭Lii。31I产电驻斗有'llIhV椅14UI常玖*£心・|I，鸟<2>4HLf:弓阍I!,一；真.山宇中MLJUI、0=4无逆变器UPS的并联运行相同，这里不再赘述。其原理电路如图15所示。直流旁路的并联和直流UPS的并联，都变得极其简单和容易，两台UPS之间由于静态开关1和静态开关2的存在，而不会出现环流。6取消逆变器的改革带来的好处传统交流UPS，取消逆变器以后将会带来如下几个方面的好处。1）简化了电路，提高了可靠性一取消逆变器后，与之配套的相关电路也被取消了；一输出电压频率、相位的检测和控制电路被取消了；一为实现多机并联而采用的各种监控电路和锁相电路被取消了；一隔离变压器被取消了。2）降低了生产成本和研究费用逆变器是UPS中应用元器件最多，对元器件要求最严，电路最复杂，调试最困难的部件，取消逆变器以后将使UPS的生产成本减少95%以上。3）运行成本大大减少假设逆变器及其相关电路的功耗占UPS输出功率的10%，以100kVA在线式交流UPS连续24小时开机工作作为计算交流UPS等效使用量的计算单位，按照表1估算，全国在线式交流UPS的等效使用量为1843个如表1所列，据此计算全国每年用于交流UPS中逆变器的总功耗为ImE梢NxH阴xAhF3心夫=t.&JX"心■||按「•业用电每何・h为二郁2■虹则U.662w!.frtkW=1,0?亿元这一估算表明，全国每年至少要拿出1亿多元用在在线式交流UPS中的逆变器功耗上。如果再考虑到逆变器功耗转化成热量，为了降温还要付出空调与风机的用电费以及这些降温设备的折旧费和维护费，实际用去的费用还要多。此外，蓄电池的备用时间，也会因逆变器的功耗而减少10%左右。靠I节囹匠0!式主置LI、形厦用■4#fixfitilliiml\"・..•：gpfm\aHIFiS程大刑r/1iw.|nw-ai)\ii,■l™Mb1w-W1jAs1J•H417ft4,曾城巾H(Ai-MifjRili，1lti肉Qu的Milj11li1由加如口邯2500MNl5rHI利4）电流峰值系数大于6：1电流峰值系数，是衡量UPS承受非线性负载的能力，也代表了承受负载突变的能力，它定义为UPS输出电流峰值与有效值的比值。由于UPS取消了逆变器，在它的输出端有大容量的电解电容器及电阻极小的蓄电池，当负载突变时可以通过电容和蓄电池的放电来实现瞬间大电流输出，因此可以使峰值系数大大提高。5）多机并联变得简单而容易6）低污染UPS最大的电污染源是逆变器，它工作在高压大功率高频开关状态，取消了逆变器将使UPS的污染减小到最低。7）提高了经济效益与社会效益降低了生产成本和维护成本，减少了故障率，减少了体积重量，减少了功耗，使一般中小型工厂都能制造，一般中小型用户都能买得起，使UPS能更进一步推广应用，同时也节省了能源与原材料，因此具有较大的经济效益与社会效益。7结语传统交流UPS，由于它的电路复杂，制造困难，价格昂贵而影响了它的进一步推广应用为了消除这个障碍，必然会引发一场UPS革命。高频开关电源在计算机中的广泛应用，为这场革命创造了条件。革命的中心目标是取消UPS中的逆变器，在交流UPS中取消逆变器可以得到巨大的经济效益和社会效益，可以使UPS的成本、体积、重量和功耗减少90%以上，成为可以使中小型工厂都能生产，成为中小型用户都能买得起UPS，用得起UPS，为UPS的进一步推广应用创造了条件。信息来源：电源技术应用常见UPS故障——维修实例蜗时间：2009-09-049049次阅读【网友评论1条我要评论】收藏故障现象一:市电供电正常时，逆变时有输出，但输出电压偏高至275V分析与维修:根据稳压电源工作原理可知，只有当电源的高压保护电路和市电稳压电路有故障时，才会出现上述现象。电源输出电压经T2取样、整流、滤波后，加至电压比较器U7的⑧、⑨脚，然后接参考电压端。只有当比较器U7的⑧脚电压高于⑨脚电压时，脚④才会跳变成低电平输出，从而控制保护电压动作。以下分两步逐一进行检测：一、市电稳压的检测从实物图中可知，市电电压的高低取决于继电器S3〜S8的吸合状态。先用万用表逐一检测，发现继电器S3的线圈已烧断，故S3不吸合，使得220V市电电压完全加在T3的第3、4根抽头间，从而导致输出电压偏高。更换T3,开机运行，故障排除。在实际工作中，考虑到该稳压电源直接接在交流稳压器上使用，又无同规格的继电器可代换，将S3中的第①、③短接即可。二、高压保护电路的检测首先用万用表测得电压比较器U7的⑧脚电压为2.35v、⑨脚电压为2.25v,此时高压保护电路不起动。逐一仔细查看高压保护电路的每一元器件，均无故障。适当调整电位器RP8,当下调至某一数值(减少)时，高压保护电路突然正常起动。由此可知，电源高压保护电路的电压偏高，须重新调整。将电源的输入端接在交流调压器上，输出端接在电压表上。然后将调压器的电压值慢慢地从175v升至250v，并记录下此过程中输出电压最大值是230v。当输出电压是235v时，沿逆时针方向缓慢调整电位器RP8,直至高压保护电路刚一启动即可。注意，当高压保护电路出现故障，输出电压为220v±5%时，是无法仅凭肉眼观察到的。因此在使用时要定期检查高压保护电路是否正常。故障现象二:停电时，逆变不工作分析与维修:根据故障现象分析得知，该故障是因蓄电池电压太低引起。打开机盖，将其取出充电，故障排除。用一段时间后故障依旧，故怀疑充电回路有故障。用万用表电压档检测充电回路中的三端可调稳压块LM317，其输入电压正常，但输出端电压仅为14.3v，重新调整均无反应。故判断LM317损坏。更换之，重新启动，拆掉蓄电池，将充电电压调至27v时，故障随即排除。故障现象三:当市电中断时，逆变器不工作，红色指示灯长亮分析与维修:根据故障现象可知，该故障是因电池电压太低引起。打开机盖，测得电池两端电压只有16.8v，加上市电后，电池两端电压不变，说明故障发生在充电电路上。该充电电路工作原理是:当市电正常工作时，主变压器T3输出25V的交流电压，经S2继电器的第①、②脚接点输出电压，经B1桥堆整流、C21、C22滤波后输出34v的直流电压。将其送至可调稳压器U8(MG317T)稳压后，对蓄电池充电。用万用表测得C21两端直流电压正常，说明故障发生在滤波电路之后。当测量MG317T输出脚时，发现输出电压只有110v，查输出负载均正常，调整VR3输出电压不变化，此时说明U8已损坏。用同型号的MG317T更换U8，断开电池，调整VR3,使得U8输出电压稳定在28v左右。开机试运行，故障排除。故障现象四:当市电中断时，逆变器不工作，蜂鸣器长鸣分析与维修:根据故障现象，蜂鸣器长鸣，说明该稳压电源的转换控制电路正常，逆变器不逆变是因保护电路动作所致。用万用表检测电池电压正常，说明故障出在逆变回路电路。该机逆变回路由脉宽调制器U1(SG3524)、取样变压器T2、推动管Q5与Q6、逆变器Q17与Q18等组成。首先测量脉宽调制器U1(SG3524)的⑩脚，看是否被锁定(锁定时为高电平)，接着测量逆变管Q17、Q18静态工作时对地的阻值。正常时依数据可知：当黑笔接地时，Q17、Q18的e、b、c对地阻值分别为3.2kQ、3.8kQ、0kQ;当红笔接地时，此阻值分别为5.6kQ、6.5kQ、0Q。用万用表测量Q17、Q18的e、b、c对地阻值均只有100Q。此时发现逆变管Q17与Q18、推动管Q5与Q6均已烧坏。更换之，故障排除。故障现象五:市电供电正常时，工作正常;当切断市电时，无220v电压输出且伴有长鸣报警声分析与维修:根据故障现象，仔细检查蓄电池电压为26v，正常;两只逆变器大功率输出管和相应的驱动器也正常。估计为蓄电池电压检测电路有问题。正常情况下，第⑥脚电压为参考电压，维持在1.2v左右;当蓄电池为正常值26v时，计算可知:⑦脚电压约为1.4v，因此①脚电压为12v高电平。现将UPS置于无市电工作状态下，测量IC1的脚①、⑥、⑦，其电压值分别为0v、1.2v、0v，据此可知第⑦脚电压偏低。由此推断R3、R4分压有问题。分别测量R3、R4的阻值，发现R3已经断路，更换之，故障排除。故障现象六:市电供电正常时，开机，逆变器工作指示灯闪烁，蜂鸣器间断鸣叫分析与维修:我们知道，山特SANTAKUPS500VA不间断电源是由市电供电还是逆变器供电，取决于IC5的两个与非门组件组成的RS触发器。在市电供电时，RS触发器VH二“1”，VG=“0”，复位端R(VF)为高电平，置位端S(VN)为正向脉冲信号VN，测得VH为低电平，VG为高电平，再测量复位端R(VF)为低电平，均错;置位端S(VN)为一串正向脉冲，正确；IC3第⑧脚为高电平，正确。测市电检测电压V1为0v，即没有市电检测电压，测变压器T2的副边绕组已断路。更换变压器T2，工作正常。故障现象七:市电工作时，电源变压器噪声大分析与维修:根据故障现象可知，当变压器的负载过重，或工作状态处于不平衡、不稳定时，就有可能发出异常的噪音。而我们知道，当与变压器相连的电路中有元器件损坏，或者有些连线接触不良，就有可能使负载过重。检查变压器的次级并未发现碰线短路、匝间短路、元器件损坏故障。用酒精棉球轻轻擦洗干净，再将各连接插头、插座拔掉，重新插好后，变压器的噪声消失，UPS电源工作正常。推测故障原因可能是电路板灰尘太多，某个连接插头不良引起变压器负载过重所致。故障现象八:市电正常时，刚一开机起动时，交流保险丝熔断，UPS转向逆变器供电分析与维修:交流保险丝熔断，说明市电供电主回路电流过大，应重点检查输出回路中有无短路现象。经过仔细测试，未发现有短路点。在打开UPS的瞬间测量IC8输出端(14),有调制脉冲输出，这是不正常的，可能在市电正常的情况下，逆变器也工作，二者同时使用一个电源变压器，使主回路中的电流过大，引起保险丝熔断所致。测量市电供电一逆变器供电电路的转换控制电路，发现IC5已损坏。更换IC5芯片，故障排除。集成电路山特500VAUPS稳压电源市电中断时，逆变器不工作，红色指示灯长亮性能参数蜂鸣器长鸣，说明该稳压电源的转换控制电路正常，逆变器不工作是因保护电路动作所致。用万用表检测电池电压正常，说明故障出在逆变回路。该机逆变回路由脉宽调制器U1(SG3524)、取样变压器T2、推动管Q5、Q6和逆变管Q17、Q18等组成。首先测量脉宽调制器U1(SG3524)的第10脚，看是否被锁定(锁定时为高电平)，接着测逆变管Q17、Q18静态工作时对地的阻值。正常时数据为：当黑笔接地时，Q17、Q18的e极、b极、c极对地阻值分别为3.2KQ、3.8KQ、0；当红笔接地时，Q17、Q18的e极、b极、c极对地阻值分别为5.5KQ、6.5KQ、0。而用万用表实测得Q17、Q18的e极、b极、c极对地阻值均只有100Q，可以肯定逆变管Q17、Q18和推动管Q5、Q6均已烧坏。更换之，故障排除。SENTECKUPS-500型电源常见故障的分析与维修检查故障的一般方法1、观察法：后备式UPS不间断电源发生故障时，应首先观察控制面板上各工作状态指示灯的闪烁情况，来判断是市电供电自动稳压控制线路部分还是逆变器部分出了故障。若绿色指示灯亮，蜂鸣器不叫，有220伏输出电压，则说明市电供电稳压部分正常，否则，则有故障点；若红色指示灯闪烁或长亮、蜂鸣器断续鸣叫或长鸣，说明逆变器部分不正常。2、电压测试法一一测量关键点的电压。若是交流自动稳压部分出了故障，就用万用表测量市电供电主回路各点电压，很快就会查找出故障：一般故障出在交流输入电路熔断熔断器，或转移控制继电器和自动稳压控制继电器的触点接触不良;若故障来源于逆变器部分，则应首先检查30A电池保险管是否完好，电池电压是否在最低极限值以上，末级驱动晶体管是否已损坏等易损元件上。通过初步的观察仍未排除故障，则应检查芯片IC4和IC8,测量各控制电平。若工作指示灯或蜂鸣器指示异常，则先检查IC4(VE556定时器)各控制点的电平，正常数值如表1;若测得IC4某控制端的电平明显偏离表中值，则说明故障发生在与此控制相连的线路中。若NE556芯片及报警指示控制电路正常，则要接下去检查IC8(SG3524)各控制端的电平，正常电平如表2。若发现IC8某脚电压偏离表中正常值过大，则故障可能来源于此相连的控制部分或IC8本身。常见故障的分析与排除1、故障现象：在市电供电正常时开启UPS电源，逆变器工作指示灯却是闪烁的，蜂鸣器发现间断叫声，即UPS电源是工作在逆变器状态，不能转移到市电供电的工作状态。故障分析与维修：不能进行市电供电转换，说明市电供电一一逆变器供电转换控制电路出现了故障，要重点测试这部分电路。UPS-500不间断电源是处于市电供电还是逆变器供电状态，是由IC5的两个与非门组件组成的RS触发器的状态决定的。所以，当UPS电源发生不能转换到市电供电的故障时，应先测量RS触发器的状态。在市电供电时，RS触发器为“1”态，VH=“1”，VG=“0”，复位端R(VF)为高电平，置位端S(VN)为正宽脉冲信号VN；在逆变器供电时，与此相反。现在测量RS触发器的状态，测得VH为低电平，VG为高电平，是不正确的，测得置位端S(VN)为一串正宽脉冲，是正确的；再测量复位端R(VF)为低电平，是错误的，从而引起RS触发器的输出VH和VG呈错误状态。按照与置位端S相连的电路向前查找，测试IC3的8脚为高电平，正确。测IC1的10脚为0.6伏，是错误的(应为3.6伏)，向前测市电监测电压V1为0伏，即没有市电监测电压，检查整流二级管D9和D10，是正常的，测变压器T2的附边绕组，为断路状态，从而找到故障点。即由于变压器T2的附边绕组开路，造成RS触发器的状态出错，换掉变压器T2，UPS工作正常。如果是S端(VN)的信号不对，可采取和R端同样的检查方法测试与其相连的电路，很快就能找出故障点。2、故障现象：UPS—500不间断电源在市电供电时，能正常工作，当市电中断时，不能由逆变器供电。故障分析与维修：从现象可估计是逆变器部分出了故障，应测量脉宽调制(PWM)组件IC8(SG3524)的各引脚信号。先检查一下蓄电池组的电压，为24伏，是正常的，排除掉由于蓄电池电压过低使逆变器不能启动正常工作的可能性。断掉市电，测量IC8(SG3524)关键的管脚电压：参考电源端脚为5伏，正常；封锁端10脚为0伏，正常；补偿端9脚为2.4伏，正常；驱动输出端11脚和14脚为0伏，没有输出，不正常；驱动输入端12脚和13脚为0伏，也不正常。可见是由于驱动输入端电压不正常，造成输出端电压不正常。测量晶体三极管Q7和Q8的基极，为低电平(导致Q7和Q8导通，驱动输入端为低电平)，不正确的，它们的基极和IC5的4脚相连，测IC5的5脚，为低电平，是正常的，经过与非门IC5后，4脚仍为低电平，说明IC5已坏，更换IC5,CPU能正常工作，故障排除。3、故障现象：UPS—500在市电工作时，电源变压器有很大的噪音。故障分析与维修：当变压器的负载过重，或者工作不平衡，不稳定时，就可能发出异常的噪音。当与变压器相连的电路中有元件损坏，或者有些连线接触不良，就能使负载过重。检查变压器的次级绕组部分，并未发现碰线、匝间短路等现象；经仔细测量，也未发现电路中有元件损坏；用沾了酒精的棉球将各电路板的正反面清洗干净，然后再将各连接插头、插座拔掉，重新插好后，却发现变压器的噪声消失，UPS正常工作。4、故障现象：逆变器末级驱动晶体管Q1和Q2损坏，使UPS只能工作在市电供电状态。更换掉Q1和Q2后，微机系统运行一段时间后，开关晶体管Q1和Q2又被烧坏。故障分析与维修：从故障现象上看，导致Q1和Q2被损坏的原因是两个功率晶体管中电流过大。引起电流过大的因素有：(1)过电流保护失效，当逆变器输出端发生过电流时，过电流保护电路不起作用，从SG3524组件中输出很宽的调制脉冲，使Q1和Q2中电流过大，烧掉Q1和Q2；(2)脉宽调制(PWM)组件IC8(SG3524)损坏，从它的末级驱动输出端11脚和14脚送出的调制脉冲不平衡，使推挽式驱动回路中两个臂工作不对称，甚至两臂同时导通，造成功率晶体管Q1和Q2被烧坏。在市电中断下，开启UPS，用示波器观察IC8组件的末级驱动输出端11脚和14脚的波形，发现两个输出端送出的调制脉冲不平衡，使Q2导通的时间远大于Q1，这时用手触摸Q1和Q2,发现Q2的温度明显高于Q1。由此便可推断：晶体管Q2的温度随着供电时间的延长越来越高，最终被烧坏，Q2烧坏后，Q1也很快被烧坏。更换IC8后，故障消失。5、故障现象：市电正常时，一打开UPS电源，交流保险丝就熔断，UPS转向逆变器供电的工作状态。故障分析与维修：交流保险丝熔断，说明市电供电主回路电流过大，应检查输出回路中有没有短路现象。经过测试，未发现有短路点。在打开UPS的瞬间测量IC8（SG3524）的输出端14脚，发现有调制脉冲输出，这是不正常的现象，于是便推断，可能在市电供电正常的情况下，逆变器也同时工作（市电供电时，逆变器处于后备状态，是不工作的），两者同时使用一个电源变压器（市电供电和逆变器供电都使用同一个电源变压器，但不能同时使用），使主回路中的电流过大，引起保险丝熔断。从IC8X作条件入手，测试市电供电一逆变器供电的转换控制电路。发现IC5损坏，使得在市电正常的情况下，VH为低电平，VG为高电平（正常时，VH应为高电平，VG为低电平），造成逆变器同时也工作。更换IC5芯片，UPS恢复正常。6、故障现象：当市电中断时，逆变器工作指示灯常亮，蜂鸣器长鸣，但输出电压正常，能使微机系统正常工作。故障分析与维修：很容易判断故障出在报警、指示控制电路，应检查这部分电路。用示波器测试芯片IC4（NE556）的10脚（复位端），其电压值为12伏，测试9脚（输出端），其电压值为1.5伏，此电压是控制蜂鸣器和逆变器工作指示灯（发光二极管）的。显然，1.5伏的电压不能使蜂鸣器断续鸣叫，也不能使发光二极管发光°IC4有问题，换掉IC4芯片，UPS恢复正常。由于UPS电源的控制系统是负反馈闭环控制系统，一旦有问题，故障可能发生在闭环控制回路的任何一个环节，所以一定要多测试一些信号，找出真正的故障点。山特8222型UPS电源检修山特8222型UPS电源是以U1（82STK618-00305-00）微处理器控制芯片为核心而构成的一台低成本、后备式方波输出UPS电源。检修的难点：一是没有图纸，二是对控制板上的U1、U2、U3和U5各引脚功能不甚了解，笔者实测8222型UPS电路，发现其微处理器芯片U1和山特M500型UPS所用的微处理器芯片（PPC618-00040-01）相似，或许二者可直接替换，微处理器（PPC618-00400-01）各脚功能见表。笔者查阅有关资料，得知U2是功率驱动门组件，其内部电路见"02030801a"。U2的1、2、3、4、5、6、7脚是输入，对应的输出脚是16、15、14、13、12、11、10、9脚箝位端，8脚接地。U5是一只光电耦合器，其内部结构如"02030801b"所示。山特8222型UPS电源逆变器中的功率驱动MOS管用的是5N06HD,其参数可简述如下，V（BR）DSS=60V，ID（maX）=50A，rds=22mQ，VGS=5V，管型为TO-220AB，管脚排序为G、D、S（注：漏极D与管壳相连）。可以替代这种MOS管的品种有：PRF50N06、IRFZ48、SMP50N06、MTP50N06、BUK556-60A、IRFZ44、IRLZ44、BUK456-60、SUP70NO6等。掌握了U1、U2、U5各引脚功能和内部结构图，检修8222型UPS电源就事半功倍了。维修实例例一故障现象：开机，烧保险。分析与维修：根据故障现象分析，市电输入电路存在元件短路。因没有图纸，边测绘、边检测输入电路各元件，经检查发现，整流二极管D32、D35（IN4007）短路，更换D32、D35开机，不再烧保险。例二故障现象：接上市电，无220V电压输出，加电一会，电阻R80、R81很烫，不接市电，开机，机内发出“哧、哧”响声后，后备工作指示灯和市电供电指示灯交替闪烁，无电压输出。分析和维修：根据现象分析，可能是公共电路有故障。用万用表检查控制板上的二极管、三极管、继电器等元件，发现D4、D5（IN4148）短路，更换D4、D5，故障依旧。不接市电，开机，输出220V，但瞬间发生保护，接市电，输出电压高达260V，工作一会R80、R81很烫，说明抗尖峰抑制电路启动，检查抗尖峰抑制电路各无件，未见异常，测U1的10脚，输出5V高电平。逆变电路的驱动信号也是由U1的11、12脚输出的，UPS电源逆变和市电供电都不正常的可能性很小，怀疑微处理器U1有故障，更换U1。开机，市电供电正常，不接市电开机，输出电压185V，经查阅有关资料，山特8200系列后备式