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ups电源故障维修及电路图.doc

ups电源故障维修及电路图

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2017-10-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《ups电源故障维修及电路图doc》,可适用于战略管理领域

ups电源故障维修及电路图ups电源故障维修及电路图以山特SANTAKUPS牌C系列kVA在线式UPS为例叙述其工作原理及维修方法供电源技术工程人员参考。一、性能参数与系统框图性能参数如表所示这里同时把该系列kVA及kVA产品的性能参数一并列出供比较用。表山特CkVACkVACkVA性能参数:型号项目CkCkCk额定容量(输出)kVAkVAkVA电压,V输入频率Hz电压V频率Hz输出电压稳定度频率稳定度(电池供电)超载能力sms直流电压VV电池密封免维护电池VAh×VAh×VAh×备用时间(满载半载)分钟分钟分钟分钟分钟分钟充电时间回充至h转换时间停电或复电零中断噪音m距离ltdBltdB批示灯负载、电池供电及UPS运转状态批示灯等电池放电当输入断电时每s发出警告声当电池将用尽时每秒发警告声警报声音UPS异常连续声输出插座个通讯接口NOVELL及RS接口断电、电池低电压遥控UPS开、关(DBP)温度环境湿度(不kgkgkg(净重)外形尺寸W×D×H××结露)重量××(mm)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V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V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DCDC变换器转换为V的直流电压作为逆变器输入使输出实现不间断供电。图充电器电路二、电路工作原理以Ck为例功率级电路工作原理充电器电路如图所示市电经PL、PN进入功率板做为充电器的输入电源经由BR、VM、U、TX、U、U等构成隔离反激式变换器转换为直流电压对电池充电。为确保电池寿命充电器输出电压必须保持稳定调整VR可得到V的充电电压Uch同时TX的副边还为功率因数校正电路提供驱动电源PFVCC、PFVCC、PFVCC,该反激式变换器由开关型PWM集成电路UC即U控制CPU通过加在TLP上的信号控制UC的工作。当有市电时TLP截止UC起振正常工作给蓄电池充电当无市电时TLP导通将定时电容CA对地短路UC停振从而停止充电同时功率因数校正电路也停止工作。开机电路如图所示直流、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Q的基极使Q导通给工作电源的集成控制片U送去工作电压使U开始工作转换成多个直流电源并用其中的V电源继续维持Q的导通状态开机动作完毕。图开机电路辅助电源电路如图所示电池电压、充电电压由TX脚输入经由U、VM、TX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IGBTV、IGBT,V及控制工作电源V、V其中V电源再经由U产生V电源供控制板或其他控制集成电路作工作电源。图辅助电源电路斩波器电路如图所示由TX、TX、VM、VM、VM、VM、VM、VM及控制元件U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VD、VD、VD、VD、VD、VD、VD、VD和电感L、L送至DCBUSV继续提供电源给逆变器使供电不致中断并用U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U(SG)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SG使斩波器不工作只有在蓄电池供电时该斩波器才工作。图斩波器电路功率因数校正电路如图所示输入交流电经CT电感L、L整流桥BR、VMA、U、U组成升压斩波电路在电容C、C、C、C及C、C、C、C上产生V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UC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。逆变器电路如图所示C、C、C、C及C、C、C、C和VM、VM及VM、VM组成半桥式逆变器L、L、L及C、C组成低通滤波器在CNTL所产生的PWM信号控制下经由U、U隔离驱动推动半桥逆变器两功率管工作产生正弦波输出。图功率因数校正电路输出电路如图所示当CPU检测到逆变器工作正常后发出INRLY信号使RL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CNL、CNN向负载供电并由CT和VD、VD、VD、VD、R进行负载CNTL板供面板显示及其他保护用。控制板电路侦测将LC、LC,送到工作原理输入CPU的各监测信号电路图逆变器电路图输出电路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所示。V交流市电输入经R送至运算放大器U的反相端R、R设置U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C和R组成滤波器滤掉输入正弦波的高频谐波VD将电位减少至约mV并通过C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达到同相的目的。图过零产生器电路b电流峰值保护电路此电路为典型的比较器电路如图所示。通过(PSDR)送出CT侦测的负载电流将其转换为直流电压信号经R送至U的同相端并在反相端设一阈值电平VR为上拉电阻将U的脚置为高电平R为限流电阻将信号送至U的脚。在正常带载工作时CT侦测的负载电流信号为小于V的直流电压量故U的输出为一低电平使U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CT侦测的直流电压会高于V从而使U的输出为高电平将U复位进而关闭PWM信号UPS停止工作此时面板上,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。Ck额定输出电流为ACk额定输出电流为ACk额定输出电流为A。图电流峰值保护电路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所示。此电路采用运放进行全波整流V交流从INVL端输入。在市电正半周时经R、R、R分压由INVV输出至CPU因U反相端电压比同相端电压高其输出为低电平故VD反向偏置U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U输出为高电平。VD正向偏置将此高电位输出给CPU从而使INVV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INVL一样。CPU会根据INVV侦测值来判断逆变器是否已达到稳定。图输出电压监测电路d温度监测电路如图所示。当温度正常时V通过温控开关在PSDR散热片上加至RR与GND之间接有C和热敏电阻NTC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V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NTC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高电平gtV低电平ltV。图温度监测电路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所示。开机过程用手触摸面板上SWON开关约秒电池电压从CN的脚送到脚SWPOWER与SW接通SW与SWON为同一信号经此信号分为两路PSDR板的Q基极且PSDR的ZDV稳压管工作将传递:VD到SWON电压箝位于V左右使Q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R、R分压约为V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。图自动开机消音、自检电路自动开机当CPUEPROM中。当机器因电接到SWSTUTS信号后将此信号状态存贮于CPU的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SWON约秒SWSTUTS信号第二次送入CPUCPU接受此信号后操作蜂鸣器使之停止鸣叫若再按SWON约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。图辅助电源监测电路图基准电源产生电路f辅助电源监测电路如图所示此电路给CPU提供工作电源V当控制电源VV发生故障时CPU将被复位或停止工作。此电路采用LM运放作为比较器由V直流电源经R、R分压后得到约V的电压送至U的第脚即运放的同相端与反相端的V进行比较。正常情况下运放的若输出经R上拉电阻箝位为VV电源因某种原因低于V或V电源因某种原因高于V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V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所示。该电路的作用是给CPU内的AD转换器提供高稳定度的V直流电源PSDR的V由产生其误差范围为,,,而AD转换器的V要求误差小于,时才能保证其转换精度。此电路采用TL稳压V经R、R、R分压设置TL的R端电位为V则从VRH端就能得到高稳定度的V电压。h振荡器电路由晶振XL及辅助元件C、C、R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MHz如图所示。图振荡器电路CPU输出控制及保护电路aIP继电器驱动电路此电路为典型的开关线路如图所示。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VM的门极使VM导通IP继电器通电动作。当出现短路错误或充电故障时CPU将VM的门极置低电平IP继电器信号中断IP继电器复位将旁路和逆变器切断。bOP继电器驱动电路此电路为典型的开关线路如图所示。当CPU检测到高压直流电压及逆变器电压正常时会给VM的门极送入一个高电平VM导通。OP继电器线圈一端接INVRLY,另一端接V直流。当VM导通时INVRLY,变为低电平线圈加电OP继电器动作。图IP继电器驱动电路c蜂鸣产生电路如图所示CPU根据监测到的工作状态发出相应触发信号使Q导通从而控制蜂鸣器的工作模式:四秒一响直流放电一秒一响电池电压低半秒一响过载长鸣短路故障图OP继电器驱动电路图蜂鸣产生电路图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PW(来自CPU)经C、R低通滤波后再送到U组成的波形转换电路将PW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所示。e逆变器误差放大器电路INVERTER端经R、R分压后与参考波相减作为误差放大器的输入。VR用来调整U放大器的工作点如图所示。f三角波产生电路如图所示从CPU内发出kHz的时钟信号送入Q的基极经幅值变换后送入分频为kHz经C、R送至由U、C、R、R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。此gPWM产生电路如图所示。PWM产生电路采用三角波调制法来实现:比较器U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U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R到U与门缓冲整流R、C、VD使PWM信号上升沿平缓、下降沿陡峭再送入U的另一个与门其输出做控制极。为增大信号驱动能力后接作为PWM,输出级。另一路先送到反相器LM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U输出信号经非门输出作为与门的一个输入端控制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。图逆变器误差放大器电路图三角波产生电路hRS电源产生电路如图所示。从功率板引出HFPOWER,、HFPOWER(图中、)两个信号作为TX的输入电压产生供RS用的V同时产生,V作为U、U的负基准电源。由于有了这个电路RS接口的脚就不必再接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CkVAUPS维修参数控制部分维修参数软启动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ms逆变器输出电压上升约Vac至约Vac时停止。电压跟随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V,V之间时才执行电压跟随功能。当电压高于V时只跟随到V若电压低于V时只跟随至V。执行时每隔ms依输入电压高低加减V。逆变器STS切换当逆变器继电器在接通瞬间逆变器STS同时接通延迟ms后逆变器STS断开。锁相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若市电频率稳定且同步时相位差小于度频率误差小于Hz。锁相维修参数:市电频率变化率小于Hzs最大为Hzs。当市电频率超出Hz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Hz内时再进行锁相恢复到市电供电的逆变模式。图PWM产生电路市电电压监测当交流市电电压低于V或高于V时系统进入蓄电池供电的逆变模式当市电恢复到V,V时系统返氐绞械绻绲哪姹淠,健,械绲缪辜嗖馕薏问好扛ms监测市电电压一次。当市电电压连续次低于V或高于V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次测量值在V,V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R电源产生电路输出频率选择与设定当有市电开机时系统监测输入电源频率来设定输出频率若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,Hz时输出设定为Hz输入电源频率为,Hz时输出设定为Hz。三角波维修参数CPU送出kHz方波再经二分频得到kHz的方波再经积分器积分成三角波。输出电压维修参数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所示。输出电压调整系统每ms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:若系统读取逆变器电压与设定电压值相差约V时CPU立即改变参考电压使输出电压加减约V若系统读取逆变器电压与设定电压值相差低于V时CPU累计差值若差值超过V时CPU改变参考电压使输出电压加减约V。VOffVOnOffOn表UPS输出电压与DIP开关位置来OnOnOffOff关系表VOnOffVOnOnOffOffOffOn表UPS输出电压与DIP开关位置来关DIPSWDIPSW系表OnOffVOnOnOffOffOffOn表UPS输出电压与DIP开关位置来关系表OffVOnOnOffOffOffOn表UPS输出电压与DIP开关位置来关系表VOnOffOn表UPS输出电压与DIP开关位置来关系表OnOffOffVOnOnOffOffOffOn表UPS输出电压与DIP开关位置来关系表OnOnOffOffOffOn表UPS输出电压与DIP开关位置来关系表OnOffOffOffOn表UPS输出电

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