2022年山特SATAUPS电源故障维修及电路图.docx
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1、精品学习资源SATAUPS电源故障修理及电路图一、性能参数与系统框图如表 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 :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沟通输出; 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 为例如图 2 所示,市电经
2、 PL 、PN 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,欢迎下载精品学习资源充电器输出电压必需保持稳固, 调整 VR301 可得到 110V 的充电电压 Uch ,同时 TX1 的副边仍为功率因数校正电路供应驱动电源PFVCC 、 PFVCC0 、PFVCC ;该反激式变换器由开关型 PWM 集成电路 UC3845 即 U206 掌握, CPU 通过加在 TLP521 上的信号掌握 UC3845 的工作;当有市电时, TLP521 截止,UC3845起振,正常工
3、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;如图 3 所示,直流、沟通开机均是在接到由 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,给工作电源的集成掌握片 U302 送去工作电压, 使 U302 开头工作,转换成多个直流电源,并用其中的 24V 电源连续维护 Q8 的导通状态,开机动作完毕;图 3 开机电路如图 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
4、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 及掌握工作电源 24V 、12V ,其中 12V 电源再经由 U3117805 产生 5V 电源供掌握板或其他掌握集成电路作工作电源;欢迎下载精品学习资源图 4 帮助电源电路如图 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
5、、VD507 、VD508 和电感 L501 、L502 送至 DCBUS400V 连续供应电源给逆变器,使供电不致中断, 并用 U501 来掌握 DCBUS 的输出电压, 由 CPU 进行设定并掌握, 不需人工调整; CPU 通过 U501SG3525 的 OFF 端掌握该直流 .直流变换器的工作状态;当市电正常时,关闭集成掌握片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 斩波器电路欢迎下载精品学习资源如图 6 所示,输入沟通电经 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
6、 、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,产生正弦沟通输出;与此同时,UC3854 将检测市电电流和市电电压,对功率元件进行掌握,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;稳固的 DCBUS 有助于稳固沟通输出电压, 因此要特殊留意 DCBUS 电压的稳固和精确;本机由 CNTL 直接依据输入沟通电压的高低和当前BUS 电压高低进行掌握,不需人工调整 DCBUS 电压;如图 7 所示, C320 、C332 、C334 、C338 及 C313 、C32
7、1 、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 信号掌握下,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,就仍由旁路输出,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
8、 CNTL 板, 供面板显示及其他爱护用;欢迎下载精品学习资源图 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纳此电路,如图9 所示; 220V 沟通市电输入经 R61 送至运算放大器 U5 的反相端, R59 、R60 设置 U5 的静态工作点, 组成沟通差动放大器,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 将电位削减至约 340mV ,并通过 C22 滤波使其输出方波波形更加完善;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 依据所测得的相位
9、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. 电流峰值爱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;欢迎下载精品学习资源在正常带载工作时, 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 超载或在瞬时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
10、 ,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;爱护点设置 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 电流峰值爱护电路c. 输出电压监测电路逆变输出及市电电压监测均采纳此电路,如图11 所示;此电路采纳运放进行全波整流, 220V 沟通从 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
11、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 会依据 INV.V 侦测值来判定逆变器是否已到达稳固;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
12、低电平; CPU 识别此信号后,发出过热爱护报警欢迎下载精品学习资源信号, UPS 关机;假如温控开关失灵,当温度过高时, NTC1 将会随温度上升而减小阻值,慢慢将温度信号拉为低电平,直到 CPU 识别温度信号,做出相应爱护动作 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
13、信号 ,此信号分为两路传递: 经 VD2 到 PSDR 板的 Q8 基极,且 PSDR 的 ZD0112V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缘由关机,假设故障排
14、除后,CPU 依据存贮的信号状态自动启动UPS ;开机消音欢迎下载精品学习资源在电池供电时,蜂鸣器会依据电池电压监测值鸣叫,以表示电池容量情形,假设再按 SW-ON 约 1 秒, SWSTUTS 信号其次次送入 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,就蜂鸣器又开头鸣叫;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头时全亮,再逐个熄灭;图 14 帮助电源监测电路图 15 基准电源产生电路f. 帮助电源监测电路如图14 所示,此电路给CPU 供应工作电源 5V ,当掌握电源 12V/5V 发生故障时, CPU 将被复
15、位或停止工作;此电路采纳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;正常情形下, 运放的输出经 R78 上拉电阻箝位为 5V ,假设 12V 电源因某种缘由低于 10V 或 5V 电源因某种缘由高于 5V ,就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 转换器供应高稳固度的5V 直流电源, PSDR 的 5V 由 7805 产生,其
16、误差范畴为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;此电路采纳 TL431 稳压,12V 经 R53 、R54 、R13 分压,设置 TL431 的 R 端电位为 2.5V , 就从 VRH 端就能得到高稳固度的5V 电压;欢迎下载精品学习资源h.振荡器电路由晶振 XL1 及帮助元件 C40 、C41 、R12 组成的振荡器电路,产生高稳固度的振荡频率,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,且掌握电源正常时,会发出一个高电平信号给VM
17、3 的门极,使 VM3 导通, I/P 继电器通电动作;当显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 18 O/P 继电器驱动电路欢迎下载精品学习资源图 19 蜂鸣产生电路图 20 逆变器参
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