山特SATAUPS电源故障维修及电路图之欧阳历创编Word文档下载推荐.docx

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370V的直流电压，再经逆变器将直流转换为交流输出；

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；

当市电中断时，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、电路工作原理（以C3k为例）

1.功率级电路工作原理

1.1充电器电路

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定，调整VR301可得到110V的充电电压Uch，同时TX1的副边还为功率因数校正电路提供驱动电源PFVCC＋、PFVCC0、PFVCC－；

该反激式变换器由开关型PWM集成电路UC3845（即U206）控制，CPU通过（加在TLP521上的）信号控制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，将定时电容（C221A）对地短路，UC3845停振，从而停止充电,同时功率因数校正电路也停止工作。

1.2开机电路

如图3所示，直流、交流开机均是在接到由CNTL板送来的开机信号后，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，给工作电源的集成控制片U302送去工作电压，使U302开始工作，转换成多个直流电源，并用其中的＋24V电源继续维持Q8的导通状态，开机动作完毕。

图3开机电路

1.3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。

图4辅助电源电路

1.4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

1.5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，对功率元件进行控制，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，因此要特别注意DCBUS电压的稳定和准确。

本机由CNTL直接根据输入交流电压的高低和当前±

BUS电压高低进行控制，不需人工调整DCBUS电压。

1.6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

1.7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2.1输入CPU的各监测信号电路

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用此电路，如图9所示。

220V交流市电输入经R61送至运算放大器U5的反相端，R59、R60设置U5的静态工作点，组成交流差动放大器，输入为正弦波，输出为方波。

另由C55和R61组成滤波器，滤掉输入正弦波的高频谐波，VD13将电位减少至约340mV，并通过C22滤波使其输出方波波形更加完美。

CPU通过对该方波零点的侦测（即通过对两次上升沿下降沿的侦测）可以确定其相位与频率，CPU根据所测得的相位来设定逆变器的相位，以达到同相的目的。

图9过零产生器电路

b.电流峰值保护电路此电路为典型的比较器电路，如图10所示。

通过（PSDR）送出CT1侦测的负载电流，将其转换为直流电压信号，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，将信号送至U4的4脚。

在正常带载工作时，CT1侦测的负载电流信号为小于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超载或在瞬间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，进而关闭PWM信号，UPS停止工作，此时面板上55％负载灯和FAULT灯会一起亮，蜂鸣器长鸣。

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；

C3k额定输出电流为13.6A。

图10电流峰值保护电路

c.输出电压监测电路逆变输出及市电电压监测均采用此电路，如图11所示。

此电路采用运放进行全波整流，220V交流从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作用；

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板上结构与INV.L一样）。

CPU会根据INV.V侦测值来判断逆变器是否已达到稳定。

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通过温控开关（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；

当本机温度过高时，温控开关断开，＋5V中断，温度信号变为低电平。

CPU识别此信号后，发出过热保护报警信号，UPS关机；

如果温控开关失灵，当温度过高时，NTC1将会随温度上升而减小阻值，渐渐将温度信号拉为低电平，直到CPU识别温度信号，做出相应保护动作（其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.自动开机及开机消音、自检电路此电路包括手动开机、自动开机、开机消音、开机自检四种功能，如图13所示。

开机过程用手触摸面板上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为同一信号），此信号分为两路传递：

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左右，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种电压。

经R15、R16分压约为5.5V电平送入CPU作为SWSTUTS信号（开机命令），命令CPU进行开机，并将此命令状态存贮于CPU的EPROM中，做自动开机之用。

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

图15基准电源产生电路

f.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发生故障时，CPU将被复位或停止工作。

此电路采用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。

正常情况下，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。

g.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％时才能保证其转换精度。

此电路采用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。

h.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。

图16振荡器电路

2.CPU输出控制及保护电路

a.I/P继电器驱动电路此电路为典型的开关线路，如图17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。

b.O/P继电器驱动电路此电路为典型的开关线路，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－变为低电平，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。

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用来调整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