山特SAUPS电源故障维修及电路图精修订

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  化小组#QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#山特SAUPS电源故障维修及电路图SATAUPS电源故障维修及电路图一、性能参数与系统框图1.性能参数如表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。表1山特C1kVA/C2kVA/C3kVA性能参数:2.系统框图上图所示，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。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DCBUS有助于稳定交流输出电压，因此要格外的注意DCBUS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电压高低来控制，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)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

  的范围内，出现充电电压高于或低于正常值，调节VR301，使之符合规定标准，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)●维修判据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)●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正驱动电源是不是正常，若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)●维修判据测量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)●维修判据测量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)●维修判据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)2.控制电路常见故障及处理2.1输入CPU的各监测信号电路的常见故障及处理●过零产生器电路常见故障及处理此电路中VD13和C22、C55若损坏，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若送入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若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若NTC1断开，可能使CPU拒保护而损坏更多元件；若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若短路，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，产生逻辑混乱，更换这些元件即可。●振荡器电路常见故障及处理若XL1发生故障，CPU不能工作，表现形式为无时钟信号，更换XL1。2.2CPU输出控制及保护电路的常见故障及处理表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）若短路，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；若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，倘若图示任何一个元件出现故障都将导致没办法同步，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若出现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若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，若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若出现故障，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

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