山特SATAUPS电源故障维修及电路图Word文件下载.docx

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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

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，防止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。

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

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。

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，以到达同相的目的。

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；

C2k额定输出电流为；

C3k额定输出电流为。

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到达稳定。

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，启开工作电源产生电路，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，假设故障消除后，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，假设再按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，假设再按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，假设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

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的时钟信号送入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组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产生电路采用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间间隔的正脉冲，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信号上升沿平缓、下降沿陡峭，再送入U2（4081）的另一个与门，其输出做控制极。

为增大信号驱动能力，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＋信号。

由CPU送来的PWMOFF信号与U4输出信号经2003非门输出，作为与门4081的一个输入端，控制PWM信号产生：

正常时该输入端为高电平，有PWM信号产生；

当UPS出现故障时，该输入端为低电平，关闭PWM信号。

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〕两个信号作为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。

由于有了这个电路,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、接收的热状态。

三、山特C3kVAUPS维修参数

当系统重新开机或系统重置（复位）时（包括过载恢复、自动复位），系统有软启动功能。

软启动维修参数：

每32ms逆变器输出电压上升约3Vac,至约220Vac时停止。

当软启动完成后，尚未切入逆变器前，逆变器会跟随输入电压，再切到逆变器继电器。

电压跟随维修参数：

输入交流电压在160V∼276V之间时，才执行电压跟随功能。

当电压高于276V时，只跟随到276V；

假设电压低于160V时，只跟随至160V。

执行时每隔128ms依输入电压高低加减3V。

当逆变器继电器在接通瞬间，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依据，以过零监测信号做相位调整，假设市电频率稳定且同步时，相位差小于3度，频率误差小于0.01Hz。

锁相维修参数：

市电频率变化率小于1Hz/s，最大为2Hz/s。

当市电频率超出±

3Hz时，不进行锁相而是以系统频率运行，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

当交流市电电压低于160V或高于276V时，系统进入蓄电池供电的逆变模式；

当市电恢复到170V∼266V时，系统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。

当市电电压连续5次低于160V或高于276V时，系统进入蓄电池供电的逆变模式；

当市电电压恢复后，连续5次测量值在170V∼266V范围内，且频率也符合要求时，则系统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，系统监测输入电源频率来设定输出频率；

假设是直流开机，则以上次输出频率来设定。

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。

系统上电时，读取后盖板处DIP开关位置来设定输出电压，如表2所示。

系统每16ms读取逆变器电压与设定电压值做比较，并自动调整输出。

输出电压维修参数：

假设系统读取逆变器电压与设定电压值相差约10V时，CPU立即改变参考电压，使输出电压加减约3V；

假设系统读取逆变器电压与设定电压值相差低于10V时，CPU累计差值，假设差值超过3V时，CPU改变参考电压，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开关位置来关系表

/D采样

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充电器常见故障表

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于每周期开始，改变采样点的初始位置，使每隔8个基准正弦波采样一次，从而使A/D采样到达扫描的效果，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、功率计算

●市电电压计算

CPU每隔2个周期计算一次，计算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方。

●输出电压计算

CPU每隔1个周期计算一次，计算时将RAM的存储值先平方和除以周期再开方。

●输出电流计算

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

●输出功率计算

CPU每隔32个周期计算一次，根据上述输出电压、电流并乘以功率因数进行计算。

CPU每隔4ms计算最近一周期采样的市电电压的A/D值，假设小于150V则当做断电。

●电池过电压保护

当每个电池电压高于直流15V时，UPS自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再恢复至原先状态，在此期间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，假设输入电压为零，则UPS关闭，

表4开机电路常见故障表

●输出短路保护

当逆变器输出反馈连续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。

●输出电压保护

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

当BUS电压连续64ms超过440V时，则认为BUS过电压而进行保护，UPS转至旁路模式，UPS长鸣并于面板显示告警。

保护线路监测输出电流值，假设超过额定电流3.6倍时，限流保护线路立即关闭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辅助电源常见故障表

当系统温度过高时，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（侦测时间0.5s）。

●110％∼130％

假设UPS从旁路跳转至逆变前，检测到负载超过110％，则无法进入逆变状态，此时UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态。

假设开机后，检测到负载在110％∼130％之间，则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态，10s后UPS跳至旁路模式；

此后假设负载减轻至100％以下，则UPS重新软开机。

假设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，并于面板显示状态；

假设负载未减轻至100％以下，则10s后UPS转至旁路模式，此状态只有按OFF键才能解除。

●大于130％

假设开机后检测到负载大于130％，则UPS每0.5s鸣叫一次，并于面板显示状态，同时UPS转至旁路状态。

此后假设负载减轻至100％以下，则UPS重新开机。

假设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，并于面板显示状态；

同时UPS转至旁路模式；

此状态只有按OFF键才能解除。

四、常见故障排除

1.1充电器电路维修判据及常见故障处理（见表3）

●维修判据

充电电压在正常规定的范围内，出现充电电压高于或低于正常值，调节VR301，使之符合标准，即认为充电电路正常。

表6斩波器电路常见故障表

1.2开机电路维修判据及常见故障处理（见表4）

开机电路交直流开机均可，开机电路即正常。

1.3辅助电源产生电路维修判据及常见故障处理（见表5）

测量工作电源（24V、12V、5V）、逆变管驱动电源及功率因数校正驱动电源是否正常，假设一切均无问题即认为工作电源电路正常。

1.4斩波器电路维修判据及常见故障处理（见表6）

测量DCBUS电压在正常值，即认为直流－直流变换器电路正常。

1.5功率因数校正电路维修判据及常见故障处理（见表7）

测量DCBUS电压在正常值范围内，即认为PFC电路正常。

1.6逆变器电路维修判据及常见故障处理（见表8）

输出电压在指定的范围内即认为逆变器正常。

1.7输出电路常见故障处理（见表9）

●过零产生器电路常见故障及处理

此电路中VD13和C22、C55假设损坏，将导致CPU误判断为市电输入异常，UPS不能转为市电供电，将其更换即可。

●电流峰值保护电路常见故障及处理

此电路假设送入U7第2脚的＋5V电源或C53故障，将导致UPS的保护误动作或拒动。

●输出电压监测电路常见故障及处理

假设VD10、VD9、C32、C12损坏，将使CPU误判断，UPS不能逆变输出，将这些元件更换即可。

●温度监测常见故障及处理

假设NTC1断开，可能使CPU拒保护而损坏更多元件；

假设C34短路，将使CPU误保护，UPS无法正常开机，将此二元件更换即可。

●自动开机及开机消音、自检电路常见故障及处理

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，将相应的元件更换即可。

●工作电源监测电路常见故障及处理

此电路中C43假设短路，CPU将不能工作，将C43更换即可。

●基准电源产生电路常见故障及处理

假设TL431或C49短路，或R53、R54、R13阻值偏移，将使CPU读数错误，产生逻辑混乱，更换这些元件即可。

●振荡器电路常见故障及处理

表7功率因数校正电路常见故障表

●I/P驱动器电路常见故障及处理Q3〔VM3〕假设短路，则当发生短路输出时，PLY01不能起到保护作用，更换Q3。

●O/P驱动器电路常见故障及处理Q2〔VM2〕的D－S短路，则UPS输出不能转至旁路供电；

假设R101断路，则UPS输出不能转至逆变供电，更换Q2或R101即可。

●蜂鸣器产生器电路常见故障及处理Q1和蜂鸣器易损坏，更换即可。

●逆变器参考波产生电路常见故障及处理此电路故障率极低，倘假设图示任何一个元件发生故障都将导致无法同步，UPS不能转为逆变输出，更换相应元件即可。

●逆变器误差放大器电路常见故障及处理此电路假设发生故障会导致逆变器异常，可用示波器观察各点波形以判断故障元件。

●三角波产生电路常见故障及处理假设Q6故障，将导致逆变器不能工作，更换Q6即可。

●PWM产生电路常见故障及处理

表8逆变器电路常见故障表

此电路故障率很低，假设有故障将导致逆变器工作异常或不能工作，用示波器观察各点波形可找出故障原因。

●RS232电源产生电路常见故障及处理

此电路假设发生故障，UPS的RS232接口将出现错误，易损元件包括VD22、VD21、VD20、VD19等，更换相应元件即可。

表9输出电路常见故障表