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硕天UPS电源常见的故障以及维修方法

从主电路结构和不间断供电的运行机制来看，目前技术成熟并已经形成产品的各种硕天UPS电源主要有四大类：后备式UPS，在线互动式UPS，双变换UPS，以及双向变换串并联补偿在线式UPS(Delta变换UPS)。

硕天UPS电源通常由输入整流滤波电路、功率因数校正电路、蓄电池组、充电电路、逆变电路、静态开关电路、控制检测见识及保护电路共7个部分组成。

1、输入整流滤波电路

硕天UPS电源中，常用的整流电路有单相不可控和可控整流电路、三相不可控和可控整流电路。滤波器可分为电容输入或电感输入两种。电容输入滤波器的输出电压较高，但要求变压器输出的峰值电流较大，且负载调整交叉。电感输入滤波器的输出特性较好，但需要较大的扼流圈且成本较高。目前UPS中通常采用电容和电感组成的LC滤波器。

2、功率因数校正电路

硕天UPS电源中，交流市电经整流后都采用大容量电容器进行滤波，而且整流电路输出端还并联有蓄电池。在电容器或蓄电池充电期间将形成脉冲电流。该电流峰值很高，会产生高次谐波电流并导致功率因数下降，功率因数校正电路可使电网输入电流变为与输入电压同相位的正弦波。

3、蓄电池组

蓄电池组是硕天UPS电源的心脏。市电正常时，蓄电池充电，将电能转化为化学能，并储藏起来，市电中断时，UPS蓄电池中电量维持逆变器工作。目前，中小型UPS中广泛使用阀控铅酸蓄电池。在长延时(4h或8h)的UPS中，蓄电池的成本甚至超过主机的成本。正确使用蓄电池组，对延长蓄电池的使用寿命只管重要。使用正确，阀控铅酸电池的寿命可达10年以上。

4、充电电路

硕天UPS电源供电系统中，一般充电电路都是独立工作的，也就是说，即使不使用逆变器，只要将交流电源接通，充电电路就开始工作，在充电过程中，首先采用恒流充电，当蓄电池的电压达到浮充电压后，再转为恒压充电，直到电池被充足。因此，充电电路一般有两个反馈回路，一个做电流反馈，一个做电压反馈。主电路一般采用开关型整流电路。为了缩短充电时间，各种快速充电电路在UPS中也得到应用。

Shuotian UPS power supply is usually composed of seven parts: input rectifier filter circuit, power factor correction circuit, battery group, charging circuit, inverting circuit, static switching circuit, control detection knowledge and protection circuit.

1. Input Rectifier and Filter Circuit

Among the UPS power supply, the common rectifier circuits are single-phase uncontrollable and controllable rectifier circuit, three-phase uncontrollable and controllable rectifier circuit. The filter can be divided into capacitance input and inductance input. The output voltage of the capacitor input filter is higher, but the peak current of the transformer output is larger and the load adjustment is cross. Inductive input filters have good output characteristics, but need larger choke coils and high cost. At present, LC filters consisting of capacitors and inductors are usually used in UPS.

2. Power Factor Correction Circuit

In the Shuotian UPS power supply, AC power is filtered by large capacity capacitors after rectification, and the output terminal of the rectifier circuit is also connected with batteries in parallel. Pulse current will be formed during the charging of capacitors or batteries. The peak value of the current is very high, which will produce high harmonic current and lead to the decrease of power factor. The power factor correction circuit can make the input electrorheology of the power grid into sinusoidal wave in phase with the input voltage.

3. Batteries

Battery pack is the heart of Shuotian UPS power supply. When the city electricity is normal, the battery is charged, the electric energy is converted into chemical energy, and stored. When the city electricity is interrupted, the power in UPS battery maintains the inverters working. At present, VRLA batteries are widely used in small and medium-sized UPS. In UPS with long delay (4h or 8h), the cost of batteries is even higher than that of mainframe. Correct use of batteries is very important for prolonging the service life of batteries. The service life of VRLA batteries can reach more than 10 years if they are used correctly.

4. Charging Circuit

In the power supply system of Shuotian UPS power supply, the charging circuit usually works independently, that is to say, even if no inverters are used, the charging circuit will start to work as long as the AC power supply is connected. In the charging process, the constant current charging is used first. When the battery voltage reaches the floating charging voltage, it will be changed to constant voltage charging until the battery is sufficient. Therefore, charging circuits generally have two feedback loops, one for current feedback and the other for voltage feedback. Switching rectifier circuit is generally used in the main circuit. To shorten

5、逆变电路

逆变器的作用是将市电整流后的直流电压或蓄电池电压变换成交流电压。在后备式硕天UPS电源中，逆变器输出电压波形一般为准方波;在在线式UPS中，逆变器输出电压多为正弦波脉宽调制(SPWM)波形，该波形经LC滤波器滤波后，可得到标准正弦波。

6、静态开关电路

静态开关的作用是保护硕天UPS电源和负载，并实现市电旁路供电和逆变器供电的转换。UPS过载时，为了保护逆变器，当市电正常时，UPS通过静态开关将输出有逆变器转换到市电;当逆变器出现故障时，为了保证负载不断电，UPS的输出也通过静态开关输出切换到市电。由于UPS内部一般都有同步锁相电路，同时静态开关转换时间段，因此在转换过程中不会出现供电间断。小型UPS一般采用快速继电器作为静态开关，大中型UPS则采用反向并联的快速晶闸管作为静态开关。

7、监控、检测、显示保护电路

硕天UPS电源输出电压的精度、波形失真度以及工作可靠性均与控制电路密切相关。控制电路主要有SPWM产生电路，闭环调压电路、同步锁相电路等。为了式UPS可靠工作，还应具有较完善的保护电路。一般的UPS中都有电池电压过低自动保护电路、市电电压过高自动和UPS延迟启动自动保护电路等。为了随时掌握和了解工作状态及其运行情况，UPS中还设有监测电路、显示电路及报警电路。

硕天UPS电源在长期使用的过程中需要去保养和维护，一个UPS电源如果能做到正确使用和维护，可达到5～10年的使用寿命乃至更长。但如果使用和维护不当，可能几年内就会被损坏而影响使用。特别是电池组更需要定期维护，但即使是这样UPS电源仍然会出现这样的那样的故障。一旦出现故障，应该作出科学地分析和研究，对症下药，彻底排查故障和全面维修。下面就UPS电源使用过程中常见问题及维修方法进行总结和分析。

一、逆变时有输出，但电压偏高。

以稳压电源工作原理为依据进行分析，上述故障问题的原因是电源的高压保护电路有故障或者是市电稳压电路有问题。电源输出电压经T2取样、整流、滤波，加至电压比较器U7的⑧、⑨脚，然后接参考电压端。

根据稳压电源工作原理可知，只有当电源的高压保护电路和市电稳压电路有故障时，才会出现上述现象。电源输出电压经T2取样、整流、滤波后，加至电压比较器U7的⑧、⑨脚，然后接参考电压端。要实现控制保护电压动作，就要使脚④跳变成低电平输出，而这时比较器U7的⑧脚电压必须高于⑨脚电压。针对这一故障进行检测时可分成两个步骤进行：

The function of the static switch is to protect the UPS power supply and load, and to realize the conversion of bypass power supply and inverter power supply. When UPS is overloaded, in order to protect the inverters, when the power supply is normal, UPS converts the output of the inverters to the power supply through the static switch; when the inverters fail, in order to ensure the power supply of the load, the output of UPS is also switched to the power supply through the static switch output. Because UPS generally has synchronous phase-locked circuit and static switching time period, there will be no power supply interruption in the conversion process. Small UPS usually uses fast relay as static switch, while large and medium UPS uses reverse parallel fast thyristor as static switch.

7. Monitoring, Detection and Display Protection Circuits

The output voltage accuracy, waveform distortion and working reliability of Shuotian UPS power supply are closely related to the control circuit. The main control circuits are SPWM generation circuit, closed-loop voltage regulation circuit and synchronous phase-locked circuit. In order to work reliably, UPS should also have perfect protection circuit. In general UPS, there are automatic protection circuits for low battery voltage, high market voltage and delayed start of UPS. In order to keep abreast of the working state and its operation, UPS also has monitoring circuit, display circuit and alarm circuit.

In the long-term use of UPS power supply, it needs to be maintained and maintained. If a UPS power supply can be used and maintained correctly, its service life can reach 5-10 years or even longer. However, if used and maintained improperly, it may be damaged and affected in a

1 检测市电稳压

继电器的吸合状态决定了市电电压的高低。检测时使用万用表逐个进行，如果发现其中某一继电器的线圈被烧断，就会不吸合，导致输出电压偏高。由于没有相同规格的继电器去替换，该稳压电源又直接和交流稳压器相接，解决办法是把烧坏线圈的继电器中的第①、③短接。

2 检测高压保护电路

首先要定期检查高压保护电路。其次在检测时先用万用表测得电压比较器U7的电压，并逐个检查高压保护电路的各个元器件，看看是不是存在故障。然后进行电位器的调整，如果高压保护电路在下调到某一数值时突然正常启动，说明电压偏高，需要做第二次的调整。把电源输出端接电压表，输入端接交流调压器，接下来把调压器从175V慢慢调到250V，当输出电压达到235V时，逆时针方向调整电位器，直至高压保护电路刚一启动即可。

二、停电时，逆变停止工作

故障原因是蓄电池电压太低。此时可将机盖打开，把蓄电池取出来进行充电。如果用一段时间后没有问题了，说时把故障排除了。反之就有可能是充电回路有问题。这时可以用万用表电压档对充电回路中的三端可调稳压块进行检测，看看输入端和输出端的电压是否正常，否则就是其有损坏，可以进行更换。

三、停电时逆变器不工作，红色指示灯长亮

硕天UPS电源出现这种故障时分析是电池电压太低的原因导致。进行电压检测，如果电压过低，供电后，电压没有变化，说明充电电路有问题。可把其其送至可调稳压器U8(MG317T)稳压后，给蓄电池充电。再经检测C21两端直流电压正常，则滤波电路之后有故障。测量MG317T输出脚，输出电压不正常，可检查输出负载，如果正常的话，对VR3输出电压进行调整看有无变化，没有变化说明U8损坏。用相同型号的MG317T进行更换，把电池断开，对VR3进行调整，使得U8输出电压稳定在28V左右，从而排除故障。

四、停电时逆变器不工作，蜂鸣器长鸣

分析故障现象，说明该稳压电源的转换控制电路正常，用万用表进行电压检测，电压正常，则逆变回路电路有问题。可以先对脉宽调制器U1(SG3524)的⑩脚进行测量，看看是不是被锁定了，被锁定时为高电平，接着在逆变管Q17、Q18静态工作时，测量其对地的阻值。依据正常数据测得阻值偏低，可发现逆变管Q17与Q18可能被烧坏，可以进行更换来排除故障。

五、供电正常，工作正常;切断供电，无220V电压输出且伴有长鸣报警声

针对这一现象，可先检查蓄电池电压是否正常;其次检查两只逆变器，其大功率输出管和相应的驱动器是否正常。如果以上检查都没问题，则考虑故障存在于蓄电池电压检测电路。一般情况下，正常电压维持在1.2V左右;当蓄电池为正常值26V时，计算出⑦脚电压大概是1.4V左右，①脚电压为12V高电平。下面切断供电，测量IC1的脚①、⑥、⑦，如果其中某一电压如第⑦脚电压偏低，可以推断出R3、R4分压有故障。再进行R3、R4阻值的测量，会发现断路，找出故障后对断路的电阻进行更换进行故障排除。

六、供电正常，逆变器工作指示灯闪烁，蜂鸣器间断鸣叫

在市电供电时，RS触发器VH=“1”，VG=“0”，复位端R(VF)为高电平，置位端S(VN)为正向脉冲信号VN，进行检测，VH和复位端R(VF)都是低电平，VG为高电平，都属非正常现象;此时，如果测得置位端S(VN)为一串正向脉冲，再测IC3第⑧脚，这两项检测都正常的话，再进行电检测电压的检查，看看是否正常，如果没有市电检测电压，会发现变压器的副边绕组断路。更换变压器，故障排除。

七、市电正常时，开机起动时，交流保险丝熔断，硕天UPS电源转向逆变器供电

市电供电主回路电流过大会引起交流保险丝熔断，检查的时候要把重点放在输出回路，看看输出回路中有没有短路故障。没有短路点的情况下，再进行下一步的检测。在打开硕天UPS电源的瞬间，测量IC8输出端⒁，有调制脉冲输出，是非正常现象，推测可能是在市电正常的情况下，逆变器也工作，同一个电源变压器供二者同时使用，造成主回路中的电流过大，导致保险丝熔断。经对市电供电—逆变器供电电路的转换控制电路进行检测，发现IC5已损坏。需要更换IC5芯片来排除故障干扰。

硕天UPS电源介绍和选购：

1、UPS的分类

一般情况下，UPS电源系统分为三大类，为后备式(或离线)、在线互动式和双转换式(在线)。不同的厂商会提供不同配置的UPS，客户根据自己的目标、应用、和功能要求，以及他们的产品差异化的愿望，选择所需要的UPS电源。

2、如何购选UPS电源

1、首先要确定您的数据中心的设备是需要的多大功率的，一般来讲普通PC机或工控机的功率在200W左右，苹果机在300W左右，服务器在300W与600W之间，其他设备的功率数值可以参考该设备的说明书。只要按要求购买就可以了。

交换机15W左右，监视器拼接屏一块180-260W不等，一切功率请参考产品说明书。

2、其次应了解UPS的额定功率有两种表示方法：视在功率(单位VA)与实际输出功率(单位W)，由于无功功率的存在所以造成了这种差别，两者的换算关系为：视在功率*功率因数=实际输出功率。所以在购买的时候要计算好。

3、UPS通常分为工频机和高频机两种。工频机由可控硅SCR整流器，IGBT逆变器，旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，顾名思义叫工频UPS。

3、如何去选择您的UPS配置呢?

需求，在选择UPS的时候你需要自己的业务需求，同时还要了解自己的财政预算，设定UPS系统的投入资本和运营成本。你还要了解UPS的可用性，那么您选择的UPS系统不应该是那些只能够容忍几个小时的停机时间。您的UPS配置的选择应与您的可用性需求相一致，并应根据数据中心停机的潜在损失，设置您的预算。

冷却基础设施，根据选择的UPS系统，给您的设施增加冷负荷。对于大型数据中心来说，甚至UPS效率降低一个或两个百分点都可能转化为大量的热量，多余的热量必须去除，以保护设备。您现有的基础设施可以处理这个负荷吗，或者您的UPS有必要升级吗?

空间，硕天UPS电源系统占用宝贵的数据中心地面空间，所以确保您选择的配置不会要求在您的设施中增加更多的空间。现在的机房可以说是一寸土地一寸金，所以UPS的大小也是格外重要的。

冗余，您有一个临时的备份电源系统(UPS)，那么为什么不备份您的备份呢?如果可用性是设计的关键考虑，那么冗余是必要的。增加后备式UPS，可以避免单点故障，从而提高电源系统的可靠性。一个通常的备份配置为N +1(例如，如果您需要六台UPS运行您的数据中心，那么N +1的设计涉及七个装置)，其他的包括2N(所需要装置数的一倍)、2N +1等。更多的冗余可以提高可靠性或可用性，但同时也需要更多的设备成本(较高的资本性支出)，更多的地面空间(取决于配置)和更低的效率。

设计复杂性，简单的设计往往是不太容易出现人为的错误和独立的故障，但他们可能还缺乏一些您更愿意在UPS系统中看到的功能。例如，在线互动式UPS系统中的开关，是潜在的故障点，在双转换设计中，就不存在这个故障点。此外，复杂的设计与简单的设计相比，可能需要更多的维护(或简单地说，就是维修成本较高)。