UPS的品牌较多,这里以(Santak)牌C系列3kVA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。
1 性能参数与系统框图
(1) 性能参数
如表1所示,这里同时进入该系列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:
型号 | 项目 | C1k | C2k | C3k |
额定容量 | (输出) | 1kVA | 2kVA | 3kVA |
输入 | 电压 | 160~276V | ||
频率 | 50Hz±5% | |||
输出 | 电压 | 220V | ||
频率 | 50Hz | |||
电压稳定度 | ±2% | |||
频率稳定度 | ±0.5%(电池供电) | |||
超载能力 | 110%(10s)130%(200ms) | |||
电池 | 直流电压 | 36V | 96V | |
密封免维护电池 | 12V/7.2Ah×3 | 2V/6.5Ah×8 | 2V/7.2Ah×8 | |
备用时间 (满载/半载) |
7分钟/17分钟 | 8分钟/25分钟 | 5分钟/20分钟 | |
充电时间 | 回充至90% | 8h | ||
转换时间 | 停电或复电 | 零中断 | ||
噪音 | 1m距离 | <45dB | <50dB | |
批示灯 | 负载、电池供电及UPS运转状态批示灯等 | |||
警报声音 | 电池放电 | 当输入断电时每4s发出警告声,当电池将用尽时每秒发警告声 | ||
UPS异常 | 连续声 | |||
输出插座 | 4个 | |||
通讯接口(DB-9P) | NOVELL及RS232接口 | 断电、电池低电压,遥控UPS开、关 | ||
环境 | 温度 | 0℃~40℃ | ||
湿度 | 10%~90%(不结露) | |||
重量(净重) | 14.5kg | 35kg | 36kg | |
外形尺寸(mm) | W×D×H | 145×405×220 | 195×455×330 |
(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
2 电路工作原理(以C3k为例)
(1) 功率级电路工作原理
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。为确保电池寿命,充电器输出电压必须保持稳定,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。
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
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
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±DC BUS(±400V)继续提供电源给逆变器, 使供电不致中断, 并用U501 来控制 DC BUS 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。
一个741运算放大器可用作电压比较器。同相输入和一个齐纳对照源连接。参考电压是5.1V。调整R2可使同相输入的电压变成电源电压的一半。当电源电压高于10.2V时,发光二极管不会发亮。
(1) 控制屏、继电(信号)屏、模拟屏及低压配电屏(开关柜子)等其外型尺寸,一般为(600~800)mm×2200mm×600mm(宽×高×深),正面安装设备,背后敞开。安装工程量均以“台”为计量单位计算。其中模拟显示屏则应区分屏面宽度,套用相应定额。
此外还有弱电控制返回屏,也称弱电回馈信号控制屏,安装工程量以“台”为计量单位计算。而集装箱式低压配电室为户内或户外组合封闭式成套低压配电装置,在箱体内装有各种控制配电屏,其安装工程量是以“10t”为计量单位计算的。
(2) 上述各种电气控制屏、柜安装均不包括基础槽钢、角钢的制作与安装
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(王浩为你服务)
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