k山特KS维修手册.docx
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k山特KS维修手册
山特6K（S）维修手册
客服部
刘成勇：
2012/2/24
一、整机方框图
二、整机架构图
三、整机接线图
四、功能及外观简介列表
五、功率器件、芯片等材料的位号、型号与规格
六、充电器线路分析与维修参考数据
七、功率板线路分析与维修参考数据（以03版为准）
八、故障灯号指示及其意义
九、维修流程图
十、5V、12V、24V、PWM+、PWM-等信号测量部位
十一、测试注意事项
一、山特6K（用以上）（S）整机方框图
Fig.1整机方框图
二、整机架构图
Fig.2整机架构图
三、整机接线图
四、功能及外观简介列表
一、外部结构
1．前面板
1.1.触摸式开关“ON”：
启动UPS逆变输出的开关，未打开开关时送入市电，UPS旁路输出，此时仅充电器及电源部分工作；持续按下此开关约1秒后UPS执行开机动作，（切记：
持续按键时间要足够，否则将不能开机，蜂鸣器会过一段时间鸣叫一次。
在800电话里经常出现不能开机的误操作是由于开机时间不够。
）UPS进入BYPASS状态，待INVERTER工作正常后，UPS由BYPASS输出转为INV输出。
此开关在电池供电时兼有蜂鸣器消音功能。
（开机键、静音键）
1.2.触摸式开关“OFF”：
关闭UPS逆变输出的开关。
市电正常工作模式，持续按下此开关约1秒，UPS转为旁路输出。
电池工作模式，持续按下此开关约1秒，UPS面板全黑，蜂鸣器不叫，UPS切断输出。
（关机键）
1.3.负载指示灯及电池容量指示灯：
显示负载大小百分比及电池容量百
分比。
ON OFF
1.4.状态显示灯：
显示市电正常与否，市电状态，电池状态，逆变输出或旁路输出、故障状况。
2．后盖板
1）接线端子台：
市电、负载接线用，市电最大输入电流为29.6A；
2）输入主开关：
最大输入电流为35A；
3）输入旁路开关：
最大输入电流为35A；
4）维修开关（选配件）：
在不断电的情况下进行维护用；
5）束线架：
用于固定输入、输出线材；
6）风扇：
2个散热风扇（12V/3.12W和12V/10.8W），用以降低机内温度和侦测风扇转速，以防转速过低机器故障，整机安装时需注意后盖板与障碍物（如墙壁）间的距离（20cm以上），以维持散热良好；
7）界面插座：
后盖板上有一个界面插座，为网络界面；
8）外接电池插座孔（长效型）：
240VDC/25A；
9）计算机接口：
标准DB9线插座，通过串口线与PC机进行通讯。
二、内部结构
1.功率板PSDR：
位于机器隔板右侧（前视）。
2.控制板CNTL：
位于机器隔板右侧上方平放（前视），是UPS主要控制部分。
3.显示板PANEL：
位于前面板之后，包括负载显示、电池容量显示、状态显示及开关键。
4.输入滤波器：
避免市电电网上之杂讯由电源线传入机器，影响UPS工作，也防止UPS工作高频杂讯影响市电电网。
5.电池组：
山特6K（用以上）由20个12V/7AH电池组成，当市电中断时，提供电能继续供负载使用。
（山特6K（用以上）S长效机无内置电池组，电池配置根据用户需要而定）。
6.充电板：
位于机器底板（前视）。
（山特6K（用以上）标准机位于左侧充电板）
7.输出滤波器：
避免UPS之杂讯由电源线传导给设备，影响用户设备的正常工作。
五、功率器件、芯片等材料的位号、型号与规格
位号
型号（料号）
规格
功能
TX201
080-30546-01
TXEE-25108:
12:
12:
7
工作电源变压器
TX203~206
080-42008-02
TXEE-1655:
49:
52:
29:
44
升压、逆变驱动变压器
L201、202
193-11110-00
CHOKE 500ｕH
输出滤波电感
L209、210
193-11110-00
CHOKE500UH
输入储能电感
RY1
203-01037-00
RELAY12Vdc30A300Vac
O/PRLY
U211
195-00660-00
ICMC7805
产生5V工作电源
U212
195-01540-00
IC MC7812
产生12V工作电源
U207
195-02510-00
IC LINEAR UC3845N
工作电源控制用芯片
U218、222
195-40515-00
ICPHOTOTLP250
PFC驱动光耦
U216、221
195-40515-00
ICPHOTOTLP250
PWM驱动光耦
U202、215
195-02515-00
IC LINEAR UC3854N
升压控制芯片
F201
213-00496-00
FUSE 30A 250Vac
旁路保险
F202
213-01245-00
30A/600V
电池保险
F204
213-01250-00
30A/250Vac
市电保险
Q222,223
201-01050-00
SCRIR/40TPS1235A1200V
市电整流可控硅
Q218~221
199-98065-00
TRIGBTGT60M30360A/900V
升压管
Q213~216
199-30046-00
TRIGBT4PH50U45A1200V
逆变管
Q217
201-01050-00
SCRIR/40TPS1235A1200V
电池可控硅
Q2，3
201-01050-00
SCRIR/40TPS1235A1200V
静态开关可控硅
Q211
199-21865-00
TRMOSFET2SK26083A900V
工作电源开关管
U217
195-40021-00
TLP3023400V50mA
电池可控硅驱动光耦
U219，223
195-40512-00
S21MD3TV
市电可控硅驱动光耦
D242，243
197-00400-00
RHRG3012030A1200V
逆变器续流二极管
D259,263
197-00047-00
UHRG7512075A1200V
市电升压整流二极管
TX202
080-20442-00
CT 1：
1:
1000EI-28
负载侦测比流器
CT201~204
080-20510-00
CT1:
100
升压电流侦测比流器
PSDR板
821-11606-03
PCB ASSY PSDR 6K
功率板
CNTL板
821-11616-02
PCBASSYCNTL 6K
控制板
NP灯板
821-99165-01
CPC6/10K（S）灯板
灯板
CHGR板
821-01383-04
PCBASSYCHGR
长效机充电板
六、充电器线路分析与维修参考数据
充电器工作原理
Fig.3充电器原理图
注：
山特6K（用以上）长效机配一个充电板，充电电流最大值为7A，标准机配一个充电板，充电电流最大值为3A，两者的工作原理一样，充电电压圴为274Vdc,只是电流不同。
在此以长效机上的充电器为例。
A、充电器工作原理：
市电输入经过可控硅整流后中，从BUS电容引到充电板的输入端，作为充电器的输入电源；再经保险（FU901~FU906），通过分压电路给UC3845提供电源，充电器开始工作后，隔离返弛式的一个输出端为UC3845提供稳定的电源。
充电器的工作是在UC3845的控制下完成的。
通过分压电路取充电电压反馈信号，并与标准电压（2.5V）做比较，比较结果送给UC3845。
由于充电器采用电流控制模式，故UC3845同时采样变压器初级的电流信号，充电器可做到限流，使得因电池弱而充电电压低时不至于充电电流过大损坏电池。
UC3845根据反馈信号输出一系列脉宽可调的方波经驱动变压器来控制MOSFET管（2SK2611）的导通和关断。
当MOSFET管（2SK2611）导通时，隔离变压器初级绕组会有电流流过，能量储存其中，此时D917、D918反相偏压，TX2次级无电流，负载由C926、C927供电；当MOSFET管（2SK2611）关断时，TX2二次绕组电压极性翻转，二极管D917、D918导通，对负载充电，并对C926、C927充电。
B、可开关（ON/OFF）特性
当在市电（正常）状态时，CHGRON，充电器开始工作，对电池充电；当在电池模式下，CHGROFF，充电器停止工作。
其控制方式如下：
CHGOFF信号为高电平时，光耦不导通，UC3845的第4脚为R/C振荡，UC3845工作；电池模式时，CHGOFF信号为低电平，UC3845的第4脚电位被拉至低电位，UC3845因没有振荡而停止工作。
CHGOFF信号是由控制板发出来控制的。
Fig5充电器关断原理图
C、输出电压的自动调整
山特6K（用以上）充电器充电电压可自动调整（274V），其调压原理是通过控制IC（UC3845）PIN1的电位来实现的。
D、充电电路关键点正常电阻值：
测 试点
参考点
电阻值（用电阻档测量值）
U901（UC3845）第1脚
U901第5脚
5M
U901（UC3845）第2脚
同上
0欧
U901（UC3845）第3脚
同上
1K
U901（UC3845）第4脚
同上
8K
U901（UC3845）第5脚
同上
---
U901（UC3845）第6脚
同上
600K
U901（UC3845）第7脚
同上
18K
U901（UC3845）第8脚
同上
4.1K
Q901之G、S极间
――
32欧
Q901之D、S极间
――
1.7M
注:
1）上述测量值是在折掉线后没带电的情况下测得；
2）电阻测量工具为FLUKE-111；
3）电阻值均相对于5脚公共“地”而言，黑表笔接地，红
表笔接测量脚；
4）若实际测试的电阻值与上表的参数有所偏差，应属器件的误差；
5）U904（UC3845）与U901（UC3845）是对称的，各种参数也是一致的。
E、故障分析：
（测量工具为FLUKE-111）
故障现象
测量元件
万用表档位
测试值
故障原因
无充电电压
U901的6、5脚
电阻档
阻值低于K级接近为0
U901损坏
U901的4、5脚
电阻档
同上
U901损坏
U901的3、5脚
电阻档
阻值接近0欧
U901损坏
R904、907、920、927
电阻档
阻值为K级
电阻开路
D901~904
二极管档
短路
稳压管坏
D917、918
二极管档
短路
二极管坏
F901~906
电阻档
阻值无穷大
保险坏
Q901、902、904、905的G、S极
电阻档
短路
MOSFET管坏
Q901、902、904、905的D、S极
电阻档
短路
MOSFET管坏
Q906的G、K极
电阻档
短路
可控硅坏
U905
电阻档
短路
稳压管坏
七、功率板线路分析与维修参考数据（以03版为准）
1、工作电源部分
工作电源部分是采用有隔离的返弛式转换器，其输入电源来自于电池，亦是充电器的输出（充电电压为274VDC）。
1.直流电压经过D237后，送到工作电源部分，只有保持A1015的B极为低电平，才能给UC3845提供起动电源，使UC3845工作起来而产生工作电源＋24V、HFPW＋。
D223（1N4937的作用是给UC3845提供足够持续的能量，经过D229连到UC3845反馈回路。
HFPW＋是给升压和逆变电路提供电源用。
Fig6－1工作电源产生及开机原理图
Fig6－2工作电源产生及开机原理图
2.DC开机：
当开机键被按下，CN202通过分压电阻把A1015的B极电平（R232与R316间相接处）拉低，给UC3845的PIN7脚VCC端提供电源，使UC3845工作起来，返弛式转换器工作后就产生各种工作电源，并通过A1015送出一路信号SWON给到控制板。
其中+12V取代CN202，通过U205光耦使电阻R232与R316间的电位能为低电平，就保持UC3845提供持续稳定的电源。
此时即使松开开机键，工作电源部分亦能继续工作。
稳定的工作电源建立后，CPU开始工作，当检测到DC开机时，就会执行DC开机的一系列动作。
3.市电开机：
当送市电后，市电的火线经分压整流后送到BYPASS.V，使U224光耦导通，而市电通过R287、光耦U224、D221、R288分压整流后，再经ZD208送到U205，使U205光耦导通，同DC开样，也能使A1015的B极电平（R232与R316间相接处）拉低，产生了工作电源，再按开机键后，通过A1015送一路信号SWON给到控制板。
4.在电池状况下，由CPU发出FANSP/F信号，使风扇风速加快，而市电下，D290、D291串在风扇上分压。
Fig6－3工作电源产生及开机原理图
Fig6－4工作电源产生及开机原理图
3、工作电源电路关键点正常电阻值：
（测量工具为FLUKE-111）
测试点
参考点
电阻值（用电值档测量值）
U202（UC3845）第1脚
U202第5脚
5.47M
U202（UC3845）第2脚
同上
0
U202（UC3845）第3脚
同上
1K
U202（UC3845）第4脚
同上
8.9K
U202（UC3845）第5脚
同上
---
U202（UC3845）第6脚
同上
47.3K
U202（UC3845）第7脚
同上
38.4K
U202（UC3845）第8脚
同上
4.16K
Q211之G、S极间
――
47.3K
Q211之D、S极间
――
5.4M
4、故障分析：
故障现象
测量元件
万用表档位
测试值
故障原因
开机无反应
U202的6、5脚
电阻档
阻值低于K级接近为0
U202坏
U202的7、5脚
电阻档
阻值低于K级接近为0
U202坏
U2的4、5脚
电阻档
阻值低于K级接近为0
U202坏
Q202的S-D
电阻档
同上
Q202坏
R314
电阻档
大于47欧
开路
U212（I－O）
电阻档
阻值低于K级接近为0
UC7812坏
U212（I－O）
电阻档
同上
UC7805坏
TX201（P1－2）
电阻档
低于0欧
匝间短路等
D232
二极管档
大于1V
二极管坏
2、功率因数修正
1）、功率因数的定义
功率因数，即为有功功率与视在功率的比值。
PF=P/（VRMS*IRMS）
2）、功率因数修正
所谓功率因数校正，就是改善电流波形，使其形状尽量与电压波形一致，这样负载呈现出电阻性负载的特性，功率因数将接近于1。
故在整流后加入一级DC/DC的功率因数校正器（PFC），借由主动开关的动作将输入电流修正为与电压波形相似的正弦波，以达到提高功率因数目的。
对于改善功率因数，采用升压式电路有不少优势。
3）、功率因数修正的实现
进行功率因数修正的IC是UC3854。
UC3854提供PWM脉冲给功率IGBT门极，3854的框图如下图所示，这个IC芯片包含了功率因素校正的必要电路，图的左上部包括了低电压锁定比较器和使能比较器，两个比较器的输出必须都为真芯片才工作。
正常情况下电压误差放大器VEA的正向输入端和7.5V的参考电压相连，也可以用于软起动。
这个设置可以使电压环在输出电压在达到工作点前开始工作，可以消除使许多电源供应头疼的开通过冲。
6脚Iac是从整流器中取出的为标准信号提供波形的电流信号，Vff在被送到乘法器中的除法器之前先被平方。
12脚也被用于限制乘法器的最大输出电流。
电流误差放大器CEA的输出和PWM比较器相连，它和14脚上的三角波相比较。
振荡器和比较器驱动一个正反控制电路，并通过它来控制16脚输出的大电流。
16脚的输出电压被钳制在15V，以免过驱动IGBT的门极。
2脚提供一个紧急限制峰值电流的功能，当它被拉到零电位以下时它会关断PWM脉冲。
4）。
功率因数修正电路
输入交流电经由电感L210、L209整流后到功率元件Q221、Q218、Q220、Q219及控制器U215、U202所组成的升压型线路，于BUS电容（2200ｕF/400V）上产生330V的BUS电压做为直流母线电压给逆变输入。
经逆变器的转换，产生正弦交流输出，在此同时，U215、U20将侦测市电的输入电流及输入电压，据以对功率元件做控制，使输入电流的波形与电压波形近似，以得到较高的输入功率因数，避免在电网上产生较大的谐波干扰，稳定的DCBUS有助于输出交流的稳定，因此对于DCBUS需特别注意电压的准确。
维修判断标准：
量测DCBUS电压在正常值范围内且稳定。
DCBUS不稳定则会造成输出电压值不稳定。
U215、U202的工作频率正常并无其它异常现象，即认为功率因数修正电路OK。
5）、功率因素修正电路关键点电阻值：
测试点
参考点
电阻值（用电值档测量值）
U202（UC3854）第1脚
U202第1脚
――
U202（UC3854）第2脚
同上
5.2K
U202（UC3854）第3脚
同上
7.4K
U202（UC3854）第4脚
同上
14.8K
U202（UC3854）第5脚
同上
15K
U202（UC3854）第6脚
同上
6.8K
U202（UC3854）第7脚
同上
7.3K
U202（UC3854）第8脚
同上
3.2K
U202（UC3854）第9脚
同上
6.7K
U202（UC3854）第10脚
同上
10K
U202（UC3854）第11脚
同上
170K
U202（UC3854）第12脚
同上
3.3K
U202（UC3854）第13脚
同上
5.2M
U202（UC3854）第14脚
同上
5.4M
U11（UC3854）第15脚
同上
1K
U11（UC3854）第16脚
同上
4.8M
U218、222（TLP250）2脚
对地
4.8M
Q218~221之S、G间
---
23.75K
Q218~221之S、D间
---
0.8M
R417、418、420、423
两端
47欧
D265、266、270、272
用二极管档
0.022V
注：
1）上述测量值是在折掉线后没带电的情况下测得；
2）测量工具为FLUKE-111；
3）电阻值均相对于1脚公共“地”而言，黑表笔接地，红
表笔接测量脚；
4）L210－正BUS端，P210－地端，L209－负BUS端;
5）若实际测试的电阻值与上表的参数有所偏差，应属器件的误差；
6）、功率因素修正电路常见故障处理：
（以U202为例，U215相同）
故障
现象
测量元件
万用表档位
测试值
故障原因
BUSFAULT或PFC不升压
U202某脚对地
电阻档
与上表不符
UC3854不良
Q218~221之S、G间
电阻档
低于K级或为0
升压管不良
R417、418、420、423
电阻档
K级或大于47欧
电阻不良
U218（PIN8－5）
二极管档
0V
光耦不良
U222（PIN8－5）
二极管档
0V
光耦不良
D256、D261
二极管档
近于0V
二极管不良
D265、266、270、272
二极管档
0V
二极管不良
U218（PIN1－3）
二极管档
0V
光耦不良
U222（PIN5－8）
二极管档
0V
光耦不良
Q201（D－G－S）
二极管档
0V
BS170不良
3、直流升压电路
山特6K（用以上）机器在电池下工作，直流电压经可控硅Q217整流后到功率元件Q221、Q218、Q220、Q219及控制器U215、U202所组成的升压型线路，于BUS电容（2200ｕF/400V）上产生330V的BUS电压做为直流母线电压给逆变输入。
其升压及反馈工作原理同市电下。
4、逆变器及驱动电路
1．工作原理简要说明：
山特6K（用以上）（S）的逆变部分采用半桥式结构来实现，工作于连续电流模式。
其驱动信号是软硬件结合产生的，输入是±BUS电压（空载时约330V），输出是220Vac。
一个周期的工作如下（以市电下为例）：
a、Q213、Q215导通，Q214、Q216关断，L210得以充电，负载能量由＋BUS电容提供；
b、在正半周，Q213、Q215、Q214、Q216同时关断，由于电感电流不能突变，Q213、Q215的续流二极管D242导通，L210电感释能放电；
c、Q213、Q215关断，Q214、Q216导通，L209得以充电，负载能量由－BUS电容提供；
d、在负半周，Q213、Q215、Q214、Q216同时关断，由于电感电流不能突变，Q214、Q216的续流二极管D243导通，L209电感释能放电；
值得一提的是，虽然在一个周期内上、下两组管子可能会交替导通（也可以只有其中一个导通），但其脉宽不一样。
当逆变处于正半周时，Q213、Q215导通时间比Q214、Q216长。
经L201、L202、C217、C246、C268组成的滤波器滤波后，可得逆变正弦波的上半周。
当逆变处于负半周时与正半周类似。
由于上、下两组管子同时导通时会将±BUS电压短路，故在两者交替导通时须有一定的死区时间（即都不导通）。
2．逆变器及其驱动电路故障一般检查：
故障
现象
测量元件
万用表档位
测试值
故障原因
INV
FAULT
Q213~216（G－S）
电阻档
小于K级
逆变管不良
ZD206、207（阴极－阳极）
二极管档
0V
稳压管不良
D251、252、253、255
二极管档
0V
二极管不良
U216、221（PIN3－1）
二极管档
小于无穷大
光耦不良
U216、221（PIN8－5）
二极管档
小于1V
光耦不良
R391、395、392、393
电阻档
近于0欧
电阻开路
D248、D250（阴极－阳极）
二极管档
小于无穷大
二极管不良
R407、408、409、401、389、413
电阻档
大于10欧
电阻开路或变值
R410、411、402、360、363、381
电阻档
大于10欧
电阻开路或变值
注：
1）上述测量值是在折掉线后没带电的情况下测得；
2）测试元件用二极管档测时，标在前面的对应万用表的红笔，后面对应黑笔。
如U216、221（PIN3－1），则第三脚接红笔，第一脚接黑笔。
八、故障灯号指示及其意义
①．1、2灯亮，蜂鸣器长鸣：
过载FAULT；
②．1、3灯亮，蜂鸣器长鸣：
过充FAULT；
③．1、4灯亮，蜂鸣器长鸣：
BUSFAULT；
④．1、5灯亮，蜂鸣器长鸣：
INVFAULT（输出短路FAULT）；
⑤．1、6灯亮，蜂鸣器长鸣：
过温FAULT；
⑥．1~6灯亮，蜂鸣器每1秒鸣叫2次：
市电110%OVERLOAD；
⑦．2灯亮，蜂鸣器每1秒鸣叫1次：
电池电压低；
⑧．电池指示灯每0.5秒闪1次，蜂鸣器鸣叫6次：
测试电池
失败；
⑨．Line、Bypass、Inv、BatLed轮流转，蜂鸣器不叫：
检测
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