摘要：不間斷供電電源(UPS)是一種高可靠性的電子電源設備，但是依然會存在UPS出現(xiàn)故障的情況，針對此類情況，本文實例列舉了品牌故障以及實例解決辦法。

1山特UPS-500

故障現(xiàn)象1:逆變輸出正常,市電輸入時UPS無輸出。

故障分析:逆變輸出正常,使用市電時無輸出,故障主要存在于市電電壓檢測電路和市電/逆變繼電器轉換電路。由于這個繼電器轉換電路簡單,故首先檢查此部分電路。人為使該繼電器動作,發(fā)現(xiàn)市電轉換正常,說明故障在市電電壓檢測電路。此部分相關電路如圖1所示。

從此圖可以看出,當市電輸入電壓為220V時,經(jīng)變壓整流得到一個約為+30V的市電輸入檢測信號電壓,該電壓高低與市電輸入電壓成正比。此電壓經(jīng)R60、R59、C25濾波后,得到一個+2.4V的直流電平信號,該信號分別送到U5的7腳和U6的4腳。由-5V經(jīng)R54、RP5分壓得到的1.6V接至U5的6腳。此時U5的1腳、U6的2腳都輸出+12V的高電位,使后續(xù)電路中的繼電器不工作,市電的輸入與輸出保持連通狀態(tài)。當市電電壓低至170V以下時,U5的第7腳電位降至1.5V以下,低于第6腳的電位,第1腳輸出低電位,使后續(xù)電路中繼電器動作,切斷市電通路,UPS轉為逆變輸出;當電壓高于260V時,U6的第2腳輸出低電位,后續(xù)電路中的繼電器動作,切斷市電通路,UPS轉為逆變輸出。

現(xiàn)測U5(LM339)的1腳電位為6V,正常為0V,測2腳為0V,6腳和5腳電位正常,7腳電位為4V,正常時為2.4V,而測市電輸入正常,30V檢測電平信號正常,說明故障是由于市電檢測電路損壞引起。根據(jù)上述市電檢測電路的工作原理可知,引起U57

腳電位升高的原因有兩種:

①30V檢測電平升高;

②U5或外圍損壞。

首先測R59上端電位2.7V正常,說明故障是由于U5或外圍元件損壞引起。斷電查U5外圍元件均正常,重新加電測U5的1腳和U6的2腳電壓發(fā)現(xiàn)1腳為0V,2腳為6V,據(jù)此基本可斷定U5損壞,更換U5故障排除。

故障現(xiàn)象2:逆變無輸出,市電輸入不穩(wěn)壓,指示燈不亮,無告警聲。

故障分析:根據(jù)故障現(xiàn)象,應首先檢查輔助電源。本機輔助電源電壓為+24V、+12V、+5V。輔助電源電路如圖2所示。

從此圖可以看出,+24V是繼電器線圈工作電源,+12V是整機控制輔助電源,+5V是整機的控制電源。當缺少+12V或+24V時,所有繼電器都不會吸合。本例在市電輸入狀態(tài)下,測蓄電池兩端電壓為+26V,說明LM317正常,再測LM7812輸入端電壓為+24V,但輸出端電壓為0,說明LM7812損壞,更換LM7812整機恢復正常。

據(jù)有關資料介紹,當整機缺少+12V電壓時,故障現(xiàn)象為UPS沒有任何反應,處于“死機”狀態(tài)。但在修復此故障后,又換上壞的LM7812開機,現(xiàn)象為:市電供電時,有不穩(wěn)壓的交流輸出(輸出電壓比輸入電壓高);逆變無輸出,此時指示燈不亮,沒有告警聲?？梢哉J為,整機既然沒有+12V電壓,那么+5V電壓也就沒有。缺少+12V和+5V兩組電壓后,逆變電路也就無電壓輸出,指示燈也不亮,沒有告警聲。但由于繼電器的常閉接點把市電輸入與輸出構成回路,故輸出的是未經(jīng)穩(wěn)壓的交流電壓。

故障現(xiàn)象3:市電正常時有輸出,若突然停電,UPS剛進入逆變狀態(tài),蜂鳴器長鳴,隨即UPS輸出截止。

故障分析:因在市電正常時UPS工作正常,而在市電突然停電時UPS能進入逆變狀態(tài),只是維持逆變時間短,說明UPS的整流、逆變和切換部分無故障,此種故障現(xiàn)象一般是由于蓄電池容量不足所致。測蓄電池電壓為20V,低于放電終了極限值?？蛰d情況下,接入市電,打開開關,綠色指示燈亮。斷開蓄電池與主機的連線,測連線兩端電壓為0V,說明充電電路沒工作。因充電電路不工作,使蓄電池長期得不到充電,而處于“虧電”狀態(tài),導致逆變時間短。此UPS的充電電路是通過U8(LM317)輸出一個可調(diào)整的電壓經(jīng)VD18為蓄電池浮充電的。首先測B1輸出端電壓為33V正常,測R103對地電壓為0V,查U8外圍元件正常,說明U8(LM317)損壞。更換U8,充電電壓為27V,UPS恢復正常。

故障現(xiàn)象4:不論接通市電與否,開啟UPS時,既無市電輸出又無逆變器輸出,紅燈常亮,蜂鳴器常鳴。

故障分析:從故障現(xiàn)象看,不是輸出過電流而使過電流保護組件動作,就是蓄電池端電壓過低。測蓄電池電壓、電阻分壓器中點電壓、電壓比較器電壓、脈寬調(diào)制組件的電壓,比較正常值后可以證明不是輸出過電流,而是蓄電池電壓過低。從測量結果分析,由于蓄電池電壓下降,比較器輸出為0V,從而造成逆變器工作指示燈停止閃爍,蜂鳴器常鳴。另外,零電平使逆變器停止工作,檢查蓄電池電壓僅為5V左右(空載),初步判斷是蓄電池充不上電或蓄電池充電電路故障,于是把UPS接入220V市電電網(wǎng)后,拆掉蓄電池的連接線,從蓄電池的連接電纜上測得27V電壓,是正常的。判斷蓄電池充不上電的原因是蓄電池被過度放電或蓄電池被長期置于開路狀態(tài),而導致蓄電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,形成所謂蓄電池陰極板的“硫酸鹽化”。在所有損壞的蓄電池中,有60%～70%為極板硫化所致,蓄電池的極板硫化會生成白色的堅硬的結晶硫化物,此物質導電性極差,難以溶解轉化,因而易堵塞蓄電池極板間活性物質交換的通道,阻礙電解液的對流,增大極板的內(nèi)阻,使蓄電池內(nèi)正常的電化學反應不能進行,導致蓄電池容量降低,活性物質脫落。在陰極板上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內(nèi)阻越大,蓄電池的可充放電性能越差。因此,只要防止和消除極板的硫化就可增強并延長蓄電池的使用壽命。

UPS的蓄電池充電電路輸出的27V充電電壓對單只蓄電池進行過充電,15min后,蓄電池電壓升至10.5V,此激活蓄電池方法必須采用限流充電,必須嚴格遵循產(chǎn)品說明書要求,否則會大大降低其使用壽命。一般空載14～15V,即視為已充足了。

2APC系列UPS故障案例

(1) APCSILCONDP32OE(秀康)

故障現(xiàn)象:UPS在試機時,開機后就跳到旁路狀態(tài)并發(fā)出報警,不能帶負載。

故障分析:UPS供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)連接如圖3所示。裝有外置維修旁路開關S3,其閉合時由維修旁路向負載供電。UPS輸入開關S1和輸出開關S2處于斷開位置。

為了進一步診斷UPS故障,結合故障現(xiàn)象進行試開機。斷開旁路開關S3,合上市電輸入開關S1,按面板“C”鍵、“#”鍵改為充電,合上直流保險(F20、F21),完成操作后,UPS均正常;合上輸出開關S2,帶上負載,同時觀察LCD面板的電流、電壓及負載顯示,發(fā)現(xiàn)顯示負載快速從0%上升到53%,而輸出的A相電流上升為14A,B相和C相電流均為0A;同時UPS發(fā)出報警聲并轉到機內(nèi)旁路工作狀態(tài);故障顯示為:

“bypassisoutoftolerance”

“mainsisoutoftolerance”

“mainsisoutmomentoutoftolerance”

由于UPS已出現(xiàn)故障并轉為旁路工作狀態(tài),這時將輸入開關S1斷開,而UPS馬上又轉為蓄電池供電模式工作狀態(tài),輸出電壓三相均正常;此時再合上輸入開關S1后,UPS內(nèi)部馬上發(fā)出很大的“吱啦吱啦”聲(似乎是從機內(nèi)底部發(fā)出);迅速關掉UPS。整個試機過程出現(xiàn)三個現(xiàn)象:

①市電工作時出現(xiàn)過載而轉為旁路工作狀態(tài);

②斷開市電開關S1時,UPS轉為蓄電池供電狀態(tài),工作正常;

③此時合S1時UPS發(fā)出異常的聲響。

首先認為UPS輸出線路有問題,否則就不會出現(xiàn)顯示輸出A相的電流,二是認為UPS的Delta逆變器有問題,主逆變器無問題(蓄電池逆變工作模式正常)。

打開前面板后,準備檢查機內(nèi)逆變器模塊,而手無意中接觸到逆變器模塊時,被電了一下,并且感覺很嚴重;然后用萬用表測量后發(fā)現(xiàn)逆變器模塊部件對UPS外殼有176V的電壓,而外殼對別的地方無電壓;可以確定UPS內(nèi)部有漏電現(xiàn)象,并且此電壓不是虛電壓。而此時輸入開關S1和輸出開關S2都處于斷開狀態(tài);初步判斷為S1、S2空氣開關有漏電現(xiàn)象。用萬用表分別測量S1和S2的上下端口,果然發(fā)現(xiàn)空氣開關S2的第一聯(lián)的上下端口對地及零線排都有電壓,為176V,而別的端口無電壓,可以確定S2空氣開關有問題。

同時聯(lián)想到UPS的輸出A相出現(xiàn)電流,而S2開關的第一聯(lián)卻恰恰接的是A相,可以確定問題就出現(xiàn)在S2上。

拆除S2開關,將其余的線纜頭包扎好;再次進行開機,果然一切順利,UPS工作正常。仔細觀察此空氣開關,這是一個四聯(lián)的空氣開關,在開關上標有連接線的記號,第一聯(lián)應接零線(N)、第二、第三、第四聯(lián)應接相線(L);然而在用戶的配電盤上發(fā)現(xiàn)所有的四聯(lián)空氣開關的接法都是錯誤的:第一、第二、第三連接相線(L),第四連接零線(N);改正所有接線錯誤的空氣開關,重新開機并且加上負載,UPS工作正常。對于四聯(lián)空氣開關,應正確連接零線和火線。UPS的輸入空氣開關及輸出空氣開關最好都用三聯(lián)的。

(2) APCSmart系列UPSAPCSmart系列UPS常見故障及解決方法見表1。

3FUDEN-1kVAUPS

故障現(xiàn)象1:一臺FUDEN(雙變換式1kVAUPS)交流無輸出。

故障分析:檢查其驅動電路板上無68V工作電壓(見圖4),外加交流電時,保護繼電器S1和S2動作,驅動板無電。當用直流電源代替外加充電板接于驅動板時(處于直流工作狀態(tài)時),UPS能工作,這說明驅動板上的主電源(驅動板上主電源用于給驅動板上其他部分供電,外接充電板與驅動板上主電源并聯(lián),以便向外接蓄電池提供大的充電電流)沒工作。用萬用表檢查大功率器件,發(fā)現(xiàn)電源開關管K793損壞,更換后故障沒有排除,按實物檢查發(fā)現(xiàn)這部分電路是獨立的。驅動電路的工作原理是:UR2為整流橋,C15為濾波電容,電源通過啟動電阻R54加于UC3845的7腳,當UC3845啟動后,正常工作電源由反饋繞組及VD29、C43、C45構成。UC3845為專用PWM脈沖產(chǎn)生集成電路,它的6腳輸出PWM信號,加于K793的柵極,R58、

為過流檢測電阻,當K793工作電流過大時,由于R58上電壓高于規(guī)定值,UC3845關閉其6腳的驅動信號,K793停振。由圖4可以看出,K793擊穿,R58必損壞,檢查R59,R59也已損壞,更換R58、R59后故障依舊不能排除。切斷驅動板主電源交流輸入部分與其他交流輸入部分的聯(lián)系,單獨給整流橋UR2加電檢查驅動板主電源部分,測量C15兩端有310V電壓,而K793沒有工作,查其柵極信號通路,發(fā)現(xiàn)R56、R57均損壞,更換R56、R57后還是不能工作,向前檢查PWM驅動集成電路UC3845的7腳與8腳之間短路,換上新UC3845后,UPS恢復正常。故障現(xiàn)象2:UPS主開關置OFF位置時,接入市電,逆變指示燈亮,蜂鳴器不能鳴叫,同時機內(nèi)還伴有“噠噠”的聲音,將UPS主開關置于ON位置時,一切工作正常,但關主開關時不能夠切斷電源。故障分析:打開機殼,可以看到UPS主開關主要控制直流和交流的輸入。根據(jù)故障現(xiàn)象分析,判斷是控制交流部分的開關失靈,始終成常閉(短路)狀態(tài)。斷開市電,關掉主機開關,將機內(nèi)蓄電池組在左端接線上的熔斷器和連接線分別取下、焊開,然后再焊下主開關的四根接線(注意記住接線位置)。拆開主開關,發(fā)現(xiàn)其中一個開關觸點焊接在了一起,可能是由于瞬間負載太大的緣故而形成點焊。分離主開關點焊了的觸點,并清除觸點上的黑碳,重新接好后,故障消除。如拆下開關已不能使用,可以購買一同型號開關更換。