山特ups电源故障维修

1、山特ups电源故障的维护学习分享2010-10-23 10:38336030阅读316条评论0字号：订阅大、中、小号有许多品牌的不间断电源。本文以桑塔克牌C系列3kVA在线不间断电源为例，介绍其工作原理和维护方法，供供电技术工程师参考。1性能参数和系统框图(1)性能参数如表1所示，这一系列1k伏安和2千伏安产品的性能参数一起列出以供比较。表1山特C1千伏安/C2千伏安/C3千伏安性能参数：模型项目C1kC2kC3k设计效率(输出)1k伏安2kVA3kVA投入电压160 276伏频率50Hz5%输出电压220伏频率50Hz电压稳定度2%频率稳定度0.5%(电池供电)过载容量110%(10秒)13

2、0%(200毫秒)电池直羚压36V96V密封免维护电池12V/7.2 H32V/6.5Ah82V/7.2 Ha8闲置时间(满负荷/半负荷)7分/17分钟8分钟/25分钟5分钟/20分钟充电时间充电至90%8h转换时间电源故障或恢复零中断噪音1m距离45分贝50dB指示灯负载、电池电源和不间断电源运行状态指示灯等。报警声电池放电当输入关闭时，每隔4秒发出一次警告，当电池即将耗尽时，每隔一秒发出一次警告。不间断电源例外连续声音输出插座4.通信接口(DB-9P)NOVELL和RS232接口电源关闭，电池电压低，遥控不间断电源开关环境温度040湿度10%90%(无冷凝)重量(净重)14.5千克35公斤

3、36公斤外形尺寸(mm)WDH145405220195455330(2)系统框图如上图所示，当市电正常时，主路功率因数校正电路产生逆变器工作所需的370伏DC电压，然后通过逆变器将DC转换为交流输出。另一路市电通过充电器电路产生110伏DC电压给蓄电池充电。当市电电源中断时，储能电池中储存的能量通过作为逆变器输入的DC/DC变换器转换成400伏的直流电压，输出实现不间断供电。图2充电器电路2电路工作原理(以C3k为例)(1)功率电平电路的工作原理充电器电路如图2所示，商用电源通过P(1)和P(N)作为充电器的输入电源进入电源板，并通过BR01、VM208、U206、TX1、U202、U203等

4、形成隔离的反激变换器。这些电压被转换成DC电压来给电池充电。为了保证电池寿命，充电器输出电压必须保持稳定，通过调节VR301可以获得110伏的充电电压Uch。同时，TX1的二次侧还提供驱动电源PF VCC、PFVCC0、PF VCC-；反激式转换器由开关脉宽调制集成电路UC3845(即U206)控制，中央处理器通过一个信号(施加到TLP521)控制UC3845的操作。当有主电源时，TLP521关闭，UC3845开始振动，正常工作，并给电池充电。当没有主电源时，TLP521接通，定时电容器(C221A)接地短路，UC3845停止振动，从而停止充电。同时，功率因数校正电路也停止工作。(2)启动电路

5、如图3所示，在接收到来自碳纳米管板的启动信号后，DC和交流启动都以高电平(电池电压或充电电压)触发Q8的基极导通Q8，并将工作电压发送到工作电源的集成控制芯片U302，开始U302的工作，并将其转换成多个DC电源。其中的+24V电源继续保持Q8的导通状态，启动操作完成。图3启动电路(3)辅助电源电路如图4所示，电池电压和充电电压从TX305的第六引脚输入。通过U302、VM3、TX305等组成的开关电源电路。产生多个相互隔离的逆变器所需的工作电源IGBT+12V、IGBT-5V和控制工作电源24V、12V，其中12V电源通过U311(7805)产生5V电源供控制面板或其他控制集成电路作为工作电

6、源。图4辅助电源电路斩波电路如图5所示，由TX501、TX502、VM501、VM502、VM503、VM504、VM505、VM506和控制元件U501组成的升压斩波器将单个DC电压(电池电压)转换成高电压正和负DC电压。当主电源中断时，DC电压通过VD501、VD502、VD503、VD504、VD505、VD506、VD507、VD508和电感器L501、L502发送到DC总线(400伏)，以继续向逆变器供电，因此电源不会中断。U501用于控制DC总线的输出电压，该电压由中央处理器设置和控制，无需手动调节。中央处理器通过U501的断开端控制DC/DC转换器的工作状态。当主电源正常时，集成

7、控制面板SG3525关闭，因此斩波器不工作。斩波器只有在电池供电时才工作。图5斩波电路(5)功率因数校正电路如图6所示，输入交流电流通过CT2、电感L1和L2以及整流桥BR02、VM1A、U305和U10形成升压斩波器。在作为逆变器输入的电容器C320、C332、C334、C338和C313、C321、C333和C335上产生370伏的总线电压，并且通过逆变器转换产生正弦交流输出。同时，UC3854将检测市电电流和市电电压，并控制功率元件，使输入电流的波形与电压波形相似，并具有相同的相位，以提高输入功率因数，避免对电网的谐波干扰。稳定的DC总线有助于稳定交流输出电压，因此应特别注意DC总线电压

8、的稳定性和准确性。本机由CNTL根据输入交流电压和当前总线电压直接控制，无需手动调节DC总线电压。逆变器电路如图7所示，C320、C332、C334、C338和C313、C321、C333、C335和VM12、VM13和VM5、VM7构成半桥逆变器，L5、L6、L7和C11、C12构成低通滤波器，在CNTL产生的脉宽调制信号的控制下，半桥逆变器的两个功率管通过U2和U3隔离驱动，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，当中央处理器检测到逆变器的正常运行时，它发送一个INRLY信号将RL04切换到逆变器输出端。否则，逆变器和旁路输出电压仍通过CN17L和CN17N提供给负载，CT

9、1和VD61、VD62、VD63、VD64和R71用于负载检测，l c和l c-发送到CNTL板用于面板显示和其他保护目的。(2)控制板电路的工作原理各监控信号电路输入中央处理器图7逆变器电路图8输出电路(a)过零发电机电路如图9所示，市电过零发生器和逆变器过零发生器都使用该电路。220伏交流电源输入通过R61送到运算放大器U5的反相端。R59和R60设置U5的静态工作点，形成交流差分放大器。输入为正弦波，输出为方波。由C55和R61组成的滤波器滤除输入正弦波的高频谐波，VD13将电位降至约340毫伏，并通过C22滤波使其输出方波波形更加完美。中央处理器可以通过检测方波的零点(即通过检测两个上

10、升沿的下降沿)来确定方波的相位和频率。中央处理器根据测量的相位设置逆变器的相位，以达到同相的目的。图9过零发生器电路(b)电流峰值保护电路该电路是典型的比较器电路，如图10所示。CT1检测到的负载电流通过(PSDR)发送，转换成DC电压信号，并通过R82发送到U7的非反相端。在反相端设置阈值电平5V，R84是上拉电阻，U7的一个引脚设置为高电平。R85是一个限流电阻，将信号发送至U4的引脚4。在正常有载运行期间，CT1检测到的负载电流信号是小于5V的DC电压，因此U7的输出处于低电平以防止U4复位。当不间断电源过载或瞬间进入大容量整流负载或大容量感性负载时，CT1检测到的DC电压将高于5V，从

11、而使U7输出为高电平，复位U4，然后关闭脉宽调制信号。不间断电源停止工作。此时，面板上的55%负载灯和故障灯将同时点亮，蜂鸣器将长时间鸣响。保护点设置为峰值电流：额定电流=3: 1。C1k额定输出电流为4.5A；C2k额定输出电流为9.5A；图10电流该电路用于逆变器输出和电源电压监控，如图11所示。该电路采用运算放大器进行全波整流，220伏交流电由INV输入。l终端。在城市里在正半周期间，电压被R43、R42和R34分压，并由INV输出到中央处理器。V3在正弦波的正半周期内没有影响，因为它的反相端电压高于同相端电压，并且它的输出处于低电平并且VD10被反向偏置。在负半周，同相端子电压高于反相

12、端子，U3输出为高。VD10正向偏置，并向中央处理器输出这一高电位，从而产生INV。一个全波整流脉动波形(PSDR板上的市电电压检测电路结构与INV相同。l)。中央处理器将根据INV判断逆变器是否达到稳定状态。v检测值。图11输出电压监控电路(d)温度监控电路如图12所示。当温度正常时，通过温度控制开关(在PSDR散热器上)向R14施加5V电压，C34和热敏电阻NTC1连接在R14和GND之间，因此对中央处理器的输入为高电平。当局部温度过高时，温度控制开关关闭，5V中断，温度信号变为低电平。当中央处理器识别出这个信号后，它发出过热保护报警信号，不间断电源关闭。如果温控开关失效，当温度过高时，N

13、TC1会随着温度的升高而降低电阻值，逐渐将温度信号拉至低电平，直到中央处理器识别出温度信号并做出相应的保护动作(温控开关的工作温度为80，高电平为3.5V，低电平为1.5V)。图12温度监控电路自动启动、启动静音和自检电路该电路包括四个功能：手动加电、自动加电、加电静音和加电自检，如图13所示。启动过程用手触摸面板上的开关大约1秒钟。电池电压从CN1的引脚16发送到引脚15。开关电源和开关电源连接(开关电源和开关电源是同一个信号)。该信号以两种方式传输：通过PSDR板的VD2至Q8基极，PSDR的ZD01(12V调压器)工作，开关导通电压箝位在12.45伏左右，Q8导通，工作发电电路启动，产生

14、中央处理器和逆变器工作所需的各种电压。R15和R16的分压约为5.5V后，作为SWSTUTS信号(启动命令)发送给中央处理器，命令中央处理器启动，命令状态存储在中央处理器的EPROM中，用于自动启动。图13自动上电消音和自检电路自动启动当中央处理器接收到开关状态信号时，信号状态存储在中央处理器的可编程只读存储器中。当机器因电池电压低而停机时，如果故障消除，中央处理器将根据存储的信号状态自动启动不间断电源。开机静音当电池通电时，蜂鸣器将根据电池电压监控值鸣响，以指示电池容量。如果再次按下开关约1秒钟，开关状态信号将第二次发送到中央处理器。当中央处理器接收到这个信号后，蜂鸣器将停止发声。如果再次按

15、下开关约1秒钟，蜂鸣器将再次鸣响。开机自检每次运行模式转换都会对系统进行自检，自检的形式是面板负荷指示灯先亮后灭。图14辅助电源监控电路图15参考发电电路(f)辅助电源监控电路如图14所示，该电路为中央处理器提供5V的工作电源。当12V/5V控制电源出现故障时，中央处理器将复位或停止工作。该电路采用LM393运算放大器作为比较器，12V DC电源分为R77和R80，得到约6V的电压，送到U7的引脚5，即运算放大器的非反相端，与反相端的5V进行比较。正常情况下，运算放大器的输出通过R78上拉电阻箝位至5V。如果12V电源由于某种原因低于10V或5V电源由于某种原因高于5V，运算放大器的输出将变低

16、，中央处理器将停止工作。当中央处理器第一次接收到该电路产生的5V信号时，它处于复位状态并自检系统。(g)参考发电电路如图15所示。该电路的功能图16振荡器电路(2)中央处理器输出控制和保护电路仪表板继电器驱动电路该电路是典型的开关电路，如图17所示。当中央处理器检测到主电源输入且控制电源正常时，它将向VM3的栅极发送高电平信号以开启VM3，并且输入/输出继电器将开启。当存在短路错误或充电故障时，中央处理器将VM3的栅极设置为低电平，输入/输出继电器信号中断，输入/输出继电器复位，旁路和逆变器被切断。输出/输出继电器驱动电路该电路是典型的开关电路，如图18所示。当中央处理器检测到高电压DC电压和逆变器电压正常时，它将向VM2的栅极发送高电平，并且VM2将导通。输出/输出继电器线圈的一端连接到INV。RYL-，另一端连接到24V DC。当VM2开启时，INV。RYL-变低，线圈通电，输出/输出继电器工作。图17仪表板继电器驱动电路(c)蜂鸣器产生电路如图19所示，CPU根据监控的工作状态发出相应的触发信号，开启Q1，从而控制蜂鸣器的工作模式：四秒一响 DC放电电池电压低半秒钟一环过载长明短路故障图18输出/输出继电器驱动电路图19蜂鸣器产生电路图20逆变器参考波产生电路(d)逆变器参考波产生电路通过监控电源电压的零点(频率和相位)和逆变器