山特SATAUPS电源故障维修及电路图.docx

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山特SATAUPS电源故障维修及电路图

SATAUPS电源故障维修及电路图

一.机能参数与体系框图

如表1所示,这里同时把该系列1kVA及2kVA产品的机能参数一并列出,供比较用.表1山特C1kVA/C2kVA/C3kVA机能参数:

上图所示,当市电正常时,主路由功率因数校订电路产生逆变器工作所需的±370V的直流电压,再经逆变器将直流转换为交换输出;另一路市电经充电器电路产生110V的直流电压对蓄电池充电;当市电中止时,蓄电池所储存的能量经DC/DC变换器转换为±400V的直流电压作为逆变器输入,使输出实现不间断供电.

图2充电器电路

二.电路工作道理（以C3k为例）

如图2所示,市电经P（L）.P（N）进入功率板做为充电器的输入电源,经由BR01.VM208.U206.TX1.U202.U203等构成隔离反激式变换器,转换为直流电压对电池充电.为确保电池寿命,充电器输出电压必须保持稳固,调剂VR301可得到110V的充电电压Uch,同时TX1的副边还为功率因数校订电路供给驱动电源PFVCC＋.PFVCC0.PFVCC－;该反激式变换器由开关型PWM集成电路UC3845（即U206）掌握,CPU经由过程（加在TLP521上的）旌旗灯号掌握UC3845的工作.当有市电时,TLP521截止,UC3845起振,正常工作,给蓄电池充电;当无市电时,TLP521导通,将准时电容（C221A）对地短路,UC3845停振,从而停滞充电,同时功率因数校订电路也停滞工作.

如图3所示,直流.交换开机均是在接到由CNTL板送来的开机旌旗灯号后,用一个高电平（电池电压或充电电压）去触发Q8的基极,使Q8导通,给工作电源的集成掌握片U302送去工作电压,使U302开端工作,转换成多个直流电源,并用个中的＋24V电源持续保持Q8的导通状况,开灵活作完毕.

图3开机电路

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,产生多组互相隔离的逆变器所需的工作电源IGBT＋12V.IGBT－5V及掌握工作电源24V.12V,个中12V电源再经由U311（7805）产生5V电源供掌握板或其他掌握集成电路作工作电源.

图4帮助电源电路

如图5所示,由TX501.TX502.VM501.VM502.VM503.VM504.VM505.VM506及掌握元件U501构成的升压斩波电路,将单一的直流电压（电池电压）转换为高压正负直流电压.当市电中止时,此直流电压经由过程VD501.VD502.VD503.VD504.VD505.VD506.VD507.VD508和电感L501.L502送至±DCBUS（±400V）持续供给电源给逆变器,使供电不致中止,并用U501来掌握DCBUS的输出电压,由CPU进行设定并掌握,不需人工调剂.CPU经由过程U501（SG3525）的OFF端掌握该直流?

直流变换器的工作状况.当市电正常时,封闭集成掌握片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

如图6所示,输入交换电经CT2,电感L1.L2,整流桥BR02.VM1A.U305.U10构成升压斩波电路,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,产生正弦交换输出.与此同时,UC3854将检测市电电流和市电电压,对功率元件进行掌握,使输入电流的波形与电压波形邻近,相位雷同,以进步输入功率因数,防止对电网产生谐波干扰.稳固的DCBUS有助于稳固交换输出电压,是以要特殊留意DCBUS电压的稳固和精确.本机由CNTL直接根据输入交换电压的高下和当前±BUS电压高下进行掌握,不需人工调剂DCBUS电压.

如图7所示,C320.C332.C334.C338及C313.C321.C333.C335和VM12.VM13及VM5.VM7构成半桥式逆变器,L5.L6.L7及C11.C12构成低通滤波器,在CNTL所产生的PWM旌旗灯号掌握下,经由U2.U3隔离驱动,推进半桥逆变器两功率督工作,产生正弦波输出.

图6功率因数校订电路

如图8所示,当CPU检测到逆变器工作正常后,发出INRLY旌旗灯号,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经由过程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,供面板显示及其他呵护用.

图7逆变器电路

图8输出电路

a.过零产生器电路市电过零产生器和逆变器过零产生器均采取此电路,如图9所示.220V交换市电输入经R61送至运算放大器U5的反相端,R59.R60设置U5的静态工作点,构成交换差动放大器,输入为正弦波,输出为方波.另由C55和R61构成滤波器,滤掉落输入正弦波的高频谐波,VD13将电位削减至约340mV,并经由过程C22滤波使其输出方波波形加倍完善.CPU经由过程对该方波零点的侦测（即经由过程对两次上升沿降低沿的侦测）可以肯定其相位与频率,CPU根据所测得的相位来设定逆变器的相位,以达到同相的目标.

图9过零产生器电路

b.电流峰值呵护电路此电路为典范的比较器电路,如图10所示.经由过程（PSDR）送出CT1侦测的负载电流,将其转换为直流电压旌旗灯号,经R82送至U7的同相端,并在反相端设一阈值电平＋5V,R84为上拉电阻,将U7的1脚置为高电平;R85为限流电阻,将旌旗灯号送至U4的4脚.在正常带载工作时,CT1侦测的负载电流旌旗灯号为小于5V的直流电压量,故U7的输出为一低电平,使U4不致被复位;当UPS超载或在刹时投入大容量整流性负载或大容量电感性负载时,CT1侦测的直流电压会高于＋5V,从而使U7的输出为高电平,将U4复位,进而封闭PWM旌旗灯号,UPS停滞工作,此时面板上55％负载灯和FAULT灯会一路亮,蜂鸣器长鸣.呵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;C3k额定输出电流为13.6A.

图10电流峰值呵护电路

c.输出电压监测电路逆变输出及市电电压监测均采取此电路,如图11所示.此电路采取运放进行全波整流,220V交换从INV.L端输入.在市电正半周时,经R43.R42.R34分压,由INV.V输出至CPU,因U3反相端电压比同相端电压高,其输出为低电平,VD10反向偏置,故U3在正弦波正半周时不起感化;负半周时,同相端电压高于反相端,U3输出为高电平.VD10正向偏置,将此高电位输出给CPU,从而使INV.V为一全波整流脉动波形（市电电压侦测电路在PSDR板上构造与INV.L一样）.CPU会根据INV.V侦测值来断定逆变器是否已达到稳固.

图11输出电压监测电路

d.温度监测电路如图12所示.当温度正常时,＋5V经由过程温控开关（在PSDR散热片上）加至R14,R14与GND之间接有C34和热敏电阻NTC1,因而输入到CPU的是高电平;当本机温渡过高时,温控开关断开,＋5V中止,温度旌旗灯号变成低电平.CPU辨认此旌旗灯号后,发出过热呵护报警旌旗灯号,UPS关机;假如温控开关掉灵,当温渡过高时,NTC1将会随温度上升而减小阻值,逐渐将温度旌旗灯号拉为低电平,直到CPU辨认温度旌旗灯号,做出响应呵护动作（个中温控开关的动作温度为80℃,高电平>3.5V,低电平<1.5V）.

图12温度监测电路

e.主动开机及开机消音.自检电路此电路包含手动开机.主动开机.开机消音.开机自检四种功效,如图13所示.开机进程用手触摸面板上SW?

ON开关约1秒,电池电压从CN1的16脚送到15脚,SWPOWER与SW1接通（SW1与SW-ON为统一旌旗灯号）,此旌旗灯号分为两路传递：

经VD2到PSDR板的Q8基极,且PSDR的ZD01（12V稳压管）工作,将SW-ON电压箝位于12.45V阁下,使Q8导通,启动工作电源产生电路,产生CPU及逆变器工作所需的各类电压.经R15.R16分压约为5.5V电平送入CPU作为SWSTUTS旌旗灯号（开机敕令）,敕令CPU进行开机,并将此敕令状况存贮于CPU的EPROM中,做主动开机之用.

图13主动开机消音.自检电路

主动开机当CPU接到SWSTUTS旌旗灯号后,将此旌旗灯号状况存贮于CPU的EPROM中.当机械因电池电压低等原因关机,若故障清除后,CPU根据存贮的旌旗灯号状况主动启动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,以暗示电池容量情形,若再按SW-ON约1秒,SWSTUTS旌旗灯号第二次送入CPU,CPU接收此旌旗灯号后,操纵蜂鸣器,使之停滞鸣叫,若再按SW-ON约1秒,则蜂鸣器又开端鸣叫.开机自检每次工作模式转换都邑对体系进行自检,表示情势为面板负载指导灯开端时全亮,再逐个熄灭.

图14帮助电源监测电路

图15基准电源产生电路

f.帮助电源监测电路如图14所示,此电路给CPU供给工作电源5V,当掌握电源12V/5V产生故障时,CPU将被复位或停滞工作.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进行比较.正常情形下,运放的输出经R78上拉电阻箝位为5V,若12V电源因某种原因低于10V或5V电源因某种原因高于5V,则运放的输出会变成低电平,CPU将停滞工作.当CPU第一次收到此电路产生的＋5V旌旗灯号时,处于复位状况,对体系自检.g.基准电源产生电路如图15所示.该电路的感化是给CPU内的A/D转换器供给高稳固度的5V直流电源,PSDR的＋5V由7805产生,其误差规模为2％∼4％,而A/D转换器的5V请求误差小于1％时才干包管其转换精度.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端就能得到高稳固度的5V电压.

h.振荡器电路由晶振XL1及帮助元件C40.C41.R12构成的振荡器电路,产生高稳固度的振荡频率,其振荡频率为6.37MHz,如图16所示.

图16振荡器电路

a.I/P继电器驱动电路此电路为典范的开关线路,如图17所示.当CPU监测到有市电输入,且掌握电源正常时,会发出一个高电平旌旗灯号给VM3的门极,使VM3导通,I/P继电器通电动作.当消失短路错误或充电故障时,CPU将VM3的门极置低电平,I/P继电器旌旗灯号中止,I/P继电器复位,将旁路和逆变器割断.

b.O/P继电器驱动电路此电路为典范的开关线路,如图18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－变成低电平,线圈加电,O/P继电器动作.

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

d.逆变器参考波产生电路CPU经由过程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掌握旌旗灯号PW2（来自CPU）,经C5.R23低通滤波后,再送到U3构成的波形转换电路,将PW2方波变成正弦波,使其成为调剂逆变电压相位和市电电压相位同相的参考波,如图20所示.

e.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用来调剂U3放大器的工作点,如图21所示.

f.三角波产生电路如图22所示,从CPU内发出38.4kHz的时钟旌旗灯号送入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构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.

g.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光距离的正脉冲,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旌旗灯号上升沿平缓.降低沿峻峭,再送入U2（4081）的另一个与门,其输出做掌握极.为增大旌旗灯号驱动才能,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＋旌旗灯号.由CPU送来的PWMOFF旌旗灯号与U4输出旌旗灯号经2003非门输出,作为与门4081的一个输入端,掌握PWM旌旗灯号产生：

正常时该输入端为高电平,有PWM旌旗灯号产生;当UPS消失故障时,该输入端为低电平,封闭PWM旌旗灯号.

图21逆变器误差放大器电路

图22三角波产生电路

h.RS232电源产生电路如图24所示.从功率板引出H.F.POWER－.H.FPOWER＋（图中49.50）两个旌旗灯号作为TX1的输入电压,产生供RS232用的±10V,同时产生－8V作为U5.U3的负基准电源.因为有了这个电路,RS232接口的1脚就不必再接DTR,只要UPS工作,此接口就处于随时发送.吸收的热状况.

三.山特C3kVAUPS维修参数

当体系从新开机或体系重置（复位）时（包含过载恢复.主动复位）,体系有软启动功效.软启动维修参数：

每32ms逆变器输出电压上升约3Vac,至约220Vac时停滞.

当软启动完成后,尚未切入逆变器前,逆变器会追随输入电压,再切到逆变器继电器.电压追随维修参数：

输入交换电压在160V∼276V之间时,才履行电压追随功效.当电压高于276V时,只追随到276V;若电压低于160V时,只追随至160V.履行时每隔128ms依输入电压高下加减3V.

当逆变器继电器在接通刹时,逆变器STS同时接通,延迟32ms后,逆变器STS断开.

监测市电频率作为逆变器锁相根据,以过零监测旌旗灯号做相位调剂,若市电频率稳固且同步时,相位差小于3度,频率误差小于0.01Hz.锁相维修参数：

市电频率变更率小于1Hz/s,最大为2Hz/s.当市电频率超出±3Hz时,不进行锁相而是以体系频率运行,并转至蓄电池供电的逆变模式.当市电频率恢复到±2.5Hz内时,再进行锁相,恢复到市电供电的逆变模式.

图23PWM产生电路

当交换市电电压低于160V或高于276V时,体系进入蓄电池供电的逆变模式;当市电恢复到170V∼266V时,体系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.当市电电压持续5次低于160V或高于276V时,体系进入蓄电池供电的逆变模式;当市电电压恢复后,持续5次测量值在170V∼266V规模内,且频率也相符请求时,则体系返回到市电供电的逆变模式.

图24R232电源产生电路

当有市电开机时,体系监测输入电源频率来设定输出频率;若是直流开机,则以前次输出频率来设定.输出频率选择与设定的维修参数：

输入电源频率为40∼55Hz时,输出设定为50Hz;输入电源频率为55∼70Hz时,输出设定为60Hz.

CPU送出38.4kHz方波,再经4013二分频得到19.2kHz的方波,再经积分器积分成三角波.

体系上电时,读取后盖板处DIP开关地位来设定输出电压,如表2所示.

体系每16ms读取逆变器电压与设定电压值做比较,并主动调剂输出.输出电压维修参数：

若体系读取逆变器电压与设定电压值相差约10V时,CPU立刻转变参考电压,使输出电压加减约3V;若体系读取逆变器电压与设定电压值相差低于10V时,CPU累计差值,若差值超出3V时,CPU转变参考电压,使输出电压加减约1V.

UPS输出DIPSW1DIPSW2

208VOnOff

22VOnOn

230OffOff

240OffOn

表2UPS输出电压与DIP开关地位来关系表

每半周采样一次：

电池电压;正高压直流电压;负高压直流电压;温度.

表3充电器罕有故障表

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于每周期开端,转变采样点的初始地位,使每隔8个基准正弦波采样一次,从而使A/D采样达到扫描的后果,采样值存入128个RAM内（128个RAM填满需8个周期）.

1.11电压.电流.功率盘算

●市电电压盘算

CPU每隔2个周期盘算一次,盘算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方.

●输出电压盘算

CPU每隔1个周期盘算一次,盘算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方.

●输出电流盘算

CPU每隔32个周期盘算一次,盘算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方.

●输出功率盘算

CPU每隔32个周期盘算一次,根据上述输出电压.电流并乘以功率因数进行盘算.

CPU每隔4ms盘算比来一周期采样的市电电压的A/D值,若小于150V则当做断电.

●电池过电压呵护

当每个电池电压高于直流15V时,UPS主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再恢复至本来状况,在此时代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封闭,

表4开机电路罕有故障表

●输出短路呵护

当逆变器输出反馈持续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.

●输出电压呵护

当逆变器输出反馈电压持续80ms低于140V或高于276V时,视为输出欠压或过压而呵护,UPS转至旁路模式,UPS长鸣并于面板显示告警.

当BUS电压持续64ms超出440V时,则以为BUS过电压而进行呵护,UPS转至旁路模式,UPS长鸣并于面板显示告警.

呵护线路监测输出电流值,若超出额定电流3.6倍时,限流呵护线路立刻封闭PWM,以19.2kHz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.

表5帮助电源罕有故障表

当体系温渡过高时,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（侦测时光0.5s）.

●110％∼130％

若UPS从旁路跳转至逆变前,检测到负载超出110％,则无法进入逆变状况,此时UPS每0.5s鸣叫一次,并于面板显示状况.若开机后,检测到负载在110％∼130％之间,则UPS每0.5s鸣叫一次,并于面板显示状况,10s后UPS跳至旁路模式;此后若负载减轻至100％以下,则UPS从新软开机.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,并于面板显示状况;若负载未减轻至100％以下,则10s后UPS转至旁路模式,此状况只有按OFF键才干解除.

●大于130％

若开机后检测到负载大于130％,则UPS每0.5s鸣叫一次,并于面板显示状况,同时UPS转至旁路状况.此后若负载减轻至100％以下,则UPS从新开机.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,并于面板显示状况;同时UPS转至旁路模式;此状况只有按OFF键才干解除.

四.罕有故障清除

1.1充电器电路维修判据及罕有故障处理（见表3）

●维修判据

充电电压在正通例定的规模内,消失充电电压高于或低于正常值,调节VR301,使之相符尺度,即以为充电电路正常.

表6斩波器电路罕有故障表

1.2开机电路维修判据及罕有故障处理（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.

1.3帮助电源产生电路维修判据及罕有故障处理（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订驱动电源是否正常,若一切均无问题即以为工作电源电路正常.

1.4斩波器电路维修判据及罕有故障处理（见表6）

●维修判据

测量DCBUS电压在正常值,即以为直流－直流变换器电路正常.

1.5功率因数校订电路维修判据及罕有故障处理（见表7）

●维修判据

测量DCBUS电压在正常值规模内,即以为PFC电路正常.

1.6逆变器电路维修判据及罕有故障处理（见表8）

●维修判据

输出电压在指定的规模内即以为逆变器正常.

1.7输出电路罕有故障处理（见表9）

●过零产生器电路罕有故障及处理

此电路中VD13和C22.C55若破坏,将导致CPU误断定为市电输入平常,UPS不克不及转为市电供电,将其改换即可.

●电流峰值呵护电路罕有故障及处理

此电路若送入U7第2脚的＋5V电源或C53故障,将导致UPS的呵护误动作或拒动.

●输出电压监测电路罕有故障及处理

若VD10.VD9.C32.C12破坏,将使CPU误断定,UPS不克不及逆变输出,将这些元件改换即可.

●温度监测罕有故障及处理

若NTC1断开,可能使CPU拒呵护而破坏更多元件;若C34短路,将使CPU误呵护,UPS无法正常开机,将此二元件改换即可.

●主动开机及开机消音.自检电路罕有故障及处理

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,将响应的元件改换即可.

●工作电源监测电路罕有故障及处理

此电路中C43若短路,CPU将不克不及工作,将C43改换即可.

●基准电源产生电路罕有故障及处理

若TL431或C49短路,或R53.R54.R13阻值偏移,将使CPU读数错误,产生逻辑凌乱,改换这些元件即可.

●振荡器电路罕有故障及处理

表7功率因数校订电路罕有故障表

●I/P驱动器电路罕有故障及处理Q3（VM3）若短路,则当产生短路输出时,PLY01不克不及起到呵护感化,改换Q3.

●O/P驱动器电路罕有故障及处理Q2（VM2）的D－S短路,则UPS输出不克不及转至旁路供电;若R101断路,则UPS输出不克不及转至逆变供电,改换Q2或R101即可.

●蜂鸣器产生器电路罕有故障及处理Q1和蜂鸣器易破坏,改换即可.

●逆变器参考波产生电路罕有故障及处理此电路故障率极低,倘使图示任何一个元件产生故障都将导致无法同步,UPS不克不及转为逆变输出,改换响应元件即可.

●逆变器误差放大器电路罕有故障及处理此电路若产生故障会导致逆变器平常,可用示波器不雅察各点波形以断定故障元件.

●三角波产生电路罕有故障及处理若Q6故障,将导致逆变器不克不及工作,改换Q6即可.

●PWM产生电路罕有故障及处理

表8逆变器电路罕有故障表

此电路故障率很低,如有故障将导致逆变器工作平常或不克不及工作,用示波器不雅察各点波形可找出故障原因.

●RS232电源产生电路罕有故障及处理

此电路若产生故障,UPS的RS232接口将消失错误,易损元件包含VD22.VD21.VD20.VD19等,改换响应元件即可.

表9输出电路罕有故障表