山特UPS江蘇總代理
UPS的品牌較多，這里以山特(Santak)牌C系列3kVA在線(xiàn)式UPS為例敘述其工作原理及維修方法，供電源技術(shù)工程人員參考。 1 性能參數(shù)與系統(tǒng)框圖 (1) 性能參數(shù) 如表1所示，這里同時(shí)把該系列1kVA及2kVA產(chǎn)品的性能參數(shù)一并列出，供比較用。 表1 山特C1kVA/ C2kVA/ C3kVA性能參數(shù):
型號(hào) | 項(xiàng)目 | C1k | C2k | C3k |
額定容量 | （輸出） | 1kVA | 2kVA | 3kVA |
輸入 | 電壓 | 160～276V | ||
頻率 | 50Hz±5% | |||
輸出 | 電壓 | 220V | ||
頻率 | 50Hz | |||
電壓穩(wěn)定度 | ±2% | |||
頻率穩(wěn)定度 | ±0.5%（電池供電） | |||
載能力 | 110%(10s)130%(200ms) | |||
電池 | 直流電壓 | 36V | 96V | |
密封免維護(hù)電池 | 12V/7.2Ah×3 | 2V/6.5Ah×8 | 2V/7.2Ah×8 | |
備用時(shí)間 （滿(mǎn)載/半載） | 7分鐘/17分鐘 | 8分鐘/25分鐘 | 5分鐘/20分鐘 | |
充電時(shí)間 | 回充至90% | 8h | ||
轉(zhuǎn)換時(shí)間 | 停電或復(fù)電 | 中斷 | ||
噪音 | 1m距離 | <45dB | <50dB | |
批示燈 | 負(fù)載、電池供電及UPS運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)批示燈等 | |||
警報(bào)聲音 | 電池放 電 | 當(dāng)輸入斷電時(shí)每4s發(fā)出聲，當(dāng)電池將用盡時(shí)每秒發(fā)聲 | ||
UPS異常 | 連續(xù)聲 | |||
輸出插座 | 4個(gè) | |||
通訊接口（DB-9P） | VELL及RS232接口 | 斷電、電池低電壓，遙控UPS開(kāi)、關(guān) | ||
環(huán)境 | 溫度 | 0℃~40℃ | ||
濕度 | 10%~90%（不結(jié)露） | |||
重量（凈重） | 14.5kg | 35kg | 36kg | |
外形尺寸（mm） | W×D×H | 145×405×220 | 195×455×330 |
(2) 系統(tǒng)框圖上圖所示，當(dāng)市電正常時(shí)，主路由功率因數(shù)校正電路產(chǎn)生逆變器工作所需的±370V的直流電壓，再經(jīng)逆變器將直流轉(zhuǎn)換為交流輸出；另一路市電經(jīng)充電器電路產(chǎn)生110V的直流電壓對(duì)蓄電池充電；當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池所儲(chǔ)存的能量經(jīng)DC/DC變換器轉(zhuǎn)換為±400V的直流電壓作為逆變器輸入，使輸出實(shí)現(xiàn)不間斷供電。
2 電路工作原理(以C3k為例) (1) 功率級(jí)電路工作原理 ① 充電器電路 如圖2所示，市電經(jīng)P(L)、P(N)進(jìn)入功率板做為充電器的輸入電源， 經(jīng)由BR01、 VM208、 U206、 TX1、U202、U203等構(gòu)成隔離反激式變換器，轉(zhuǎn)換為直流電壓對(duì)電池充電。為電池壽命，充電器輸出電壓須保持穩(wěn)定，調(diào)整VR301可得到110V的充電電壓Uch，同時(shí)TX1的副邊還為功率因數(shù)校正電路提供驅(qū)動(dòng)電源PFVCC＋、PFVCC0、PFVCC－；該反激式變換器由開(kāi)關(guān)型PWM集成電路UC3845 (即U206)控制，CPU通過(guò)(加在TLP521上的)信號(hào)控制UC3845的工作。當(dāng)有市電時(shí)，TLP521截止，UC3845起振,正常工作，給蓄電池充電；當(dāng)無(wú)市電時(shí)，TLP521導(dǎo)通，將定時(shí)電容(C221A)對(duì)地短路，UC3845停振，從而停止充電,同時(shí)功率因數(shù)校正電路也停止工作。 ② 開(kāi)機(jī)電路 如圖3所示，直流、交流開(kāi)機(jī)均是在接到由CNTL板送來(lái)的開(kāi)機(jī)信號(hào)后，用一個(gè)高電平(電池電壓或充電電壓)去觸發(fā)Q8的基，使Q8導(dǎo)通，給工作電源的集成控制片U302送去工作電壓，使U302開(kāi)始工作，轉(zhuǎn)換成多個(gè)直流電源，并用其中的＋24V電源繼續(xù)維持Q8的導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)機(jī)動(dòng)作完畢。
圖3 開(kāi)機(jī)電路
③ 輔助電源電路 如圖4所示，電池電壓、充電電壓由TX305第6腳輸入，經(jīng)由U302、VM3、TX305等所構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電源電路，產(chǎn)生多組相互隔離的逆變器所需的工作電源IGBT＋12V、IGBT－5V及控制工作電源24V、12V，其中12V電源再經(jīng)由U311(7805)產(chǎn)生5V電源供控制板或其他控制集成電路作工作電源。
圖4 輔助電源電路
④ 斬波器電路 如圖5所示，由TX501、TX502、VM501、VM502、VM503、VM504、VM505、VM506及控制元件U501組成的升壓斬波電路，將單一的直流電壓(電池電壓)轉(zhuǎn)換為高壓正負(fù)直流電壓。當(dāng)市電中斷時(shí)，此直流電壓通過(guò)VD501、VD502、VD503、VD504、VD505、VD506、VD507、VD508和電感L501、L502送至±DC BUS(±400V)繼續(xù)提供電源給逆變器， 使供電不致中斷， 并用U501 來(lái)控制 DC BUS 的輸出電壓， 由CPU進(jìn)行設(shè)定并控制，不需人工調(diào)整。CPU通過(guò)U501（SG3525）的OFF端控制該直流直流變換器的工作狀態(tài)。當(dāng)市電正常時(shí)，關(guān)閉集成控制片SG3525，使斬波器不工作，只有在蓄電池供電時(shí)，該斬波器才工作。
⑤ 功率因數(shù)校正電路 如圖6所示，輸入交流電經(jīng)2，電感L1、L2，整流橋BR02、VM1A、U305、U10組成升壓斬波電路，在電容C320、C332、C334、C338及C313、C321、C333、C335上產(chǎn)生±370V的BUS電壓作為逆變器輸入，經(jīng)逆變器的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生正弦交流輸出。與此同時(shí)，UC3854將檢測(cè)市電電流和市電電壓，對(duì)功率元件進(jìn)行控制，使輸入電流的波形與電壓波形相近，相位相同，以輸入功率因數(shù)，避免對(duì)產(chǎn)生諧波干擾。穩(wěn)定的DC BUS有助于穩(wěn)定交流輸出電壓，因此要注意DC BUS電壓的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。本機(jī)由CNTL直接根據(jù)輸入交流電壓的高低和當(dāng)前±BUS電壓高低進(jìn)行控制，不需人工調(diào)整DC BUS電壓。 ⑥ 逆變器電路 如圖7所示，C320、C332、C334、C338及C313、C321、C333、C335和VM12、VM13及VM5、VM7組成半橋式逆變器，L5、L6、L7及C11、C12組成低通濾波器，在CNTL所產(chǎn)生的PWM信號(hào)控制下，經(jīng)由U2、U3隔離驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)半橋逆變器兩功率管工作，產(chǎn)生正弦波輸出。
圖6 功率因數(shù)校正電路
⑦ 輸出電路 如圖8所示，當(dāng)CPU檢測(cè)到逆變器工作正常后，發(fā)出INRLY信號(hào)，使RL04切換到逆變器輸出，反之，則仍由旁路輸出，逆變器和旁路輸出電壓通過(guò)CN17L、CN17N向負(fù)載供電，并由1和VD61、VD62、VD63、VD64、R71進(jìn)行負(fù)載偵測(cè)，將L.C＋、L.C－送到CNTL板，供面板顯示及其他保護(hù)用。 (2) 控制板電路工作原理 ① 輸入CPU的各監(jiān)測(cè)信號(hào)電路
