山特_Santak_牌不间断电源工作原理及维修方法

  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来进行自检，表现形式为面板负载指示灯开始时全亮，再逐个熄灭。

  图 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 出现故障时，CPU 将被复位或 停止工作。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 作比较。一般的情况下，运放的输出 经 R78 上拉电阻箝位为 5V，若 12V 电源因某一些原因低于 10V 或 5V 电源因某一些原因高于 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％时才可能正真的保证其转 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 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；

  图 3 开机电路 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 10 电流峰值保护电路 C3k 额定输出电流为 13.6A。 (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。 此电路采取运放进行全波整流，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 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)能确定其相位与频率，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 4 辅助电源电路 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±DC BUS(±400V)继续提供电源给逆变器， 使供电不致中断， 并用 U501 来控制 DC BUS 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。

  上图所示，当市电正常时，主路由功率因数校正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 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

  图 2 充电器电路 2 电路工作原理(以 C3k 为例) (1) 功率级电路工作原理 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。为确保电池使用寿命，充 电器输出电压一定要保持稳定，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。

  UPS 的品牌较多，这里以山特(Santak)牌 C 系列 3kVA 在线式 UPS 为例叙述其工作原理及维修方

  如表 1 所示，这里同时把该系列 1kVA 及 2kVA 产品的性能参数一并列出，供比较用。

  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。

  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 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，

  图 6 功率因数校正电路 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

  图 5 斩波器电路 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，对功率元件来控制，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 DC BUS 有助于稳定交流输出电压，因此要格外的注意 DC BUS 电压的稳定和准确。本机由 CNTL 直接依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 DC BUS 电压。 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。