山特UPS-500型电源常见故障的分析与维修 杜长勇 1992-12-25 1.观察法:后备式UPS不间断电源发生故障时,应首先观察控制面板各工作状态指示灯的闪烁情况, 来判断是市电供电自动稳压控制线路部分还是逆变器部分出了故障。若绿色指示灯亮,蜂鸣器不叫,有220伏输出电压, 则说明市电供电稳压部分正常,否则,则有故障点;若红色指示灯闪烁或长亮、蜂鸣器断续鸣叫或长鸣,说明逆变器部分不正常。 2.电压测试法_测量关键点的电压。若是交流自动稳压部分出了故障, 就用万用表测量市电供电主回路各点电压,很快就会查找出故障:一般故障出在交流输入电路熔断器熔断,或转移控制继电器和自动稳压控制继电器的触点接触不良;若故障来源于逆变器部分,则应首先检查30A电池保险管是否完好, 电池电压是否在最低极限值以上,末级驱动晶体管是否已损坏，特别是易损元件是否有故障。通过初步的观察仍未排除故障,则应检查芯片IC4和IC8,测量各控制电平。若工作指示灯或蜂鸣器指示异常,则先检查IC4 (NE556定时器)各控制点的电平,正常数值如表1,若测得IC4 某控制端的电平明显偏离表中值,则说明故障发生在与此控制相连的线路中。若NE556芯片及报警指示控制电路正常,则要接下去检查IC8(SG3524)各控制端的电平,正常电平如表2。若发现IC8某脚电压偏离表中正常值过大,则故障可能来源于此相连的控制部分或IC8本身。 二、常见故障的分析与排除 1.故障现象:在市电供电正常时开启UPS电源,逆变器工作指示灯却是闪烁的,蜂鸣器发出间断叫声,即UPS电源是工作在逆变器状态,不能转换到市电供电的工作状态。 故障分析与维修:不能进行市电供电转换,说明市电供电--逆变器供电转换控制电路出现了故障,要重点测试这部分电路。UPS-500不间断电源是处于市电供电还是逆变器供电状态,是由IC5的两个与非门组件组成的RS触发器的状态决定的。所以,当UPS电源发生不能转换到市电供电的故障时,应先测量RS触发器的状态。在市电供电时,RS触发器为“1”态,VH=“1”,VG=“0”,复位端R(VF)为高电平,置位端S(VN)为正宽脉冲信号VN,在逆变器供电时,与此相反。现在测量RS触发器的状态,测得VH为低电平,VG为高电平,是不正确的,测得置位端S(VN)为一串正宽脉冲,是正确的;再测量复位端R(VF)为低电平,是错误的,从而引起RS触发器的输出VH和VG呈错误状态。 按着与置位端S相连的电路向前查找,测试IC3的8脚为高电平,正确。测IC1的10脚为0.6伏,是错误的(应为3.6伏)，向前测市电鉴测电压V1为0伏，即没有市电鉴测电压,检查整流二极管D9和D10,是正常的,测变压器T2的副边绕组,为断路状态,从而找到故障点。即由于变压器T2的副边绕组开路,造成RS触发器的状态出错,换掉变压器T2,UPS工作正常。如果是S端(VN)的信号不对,可采取和R端同样的检查方法测试与其相连的电路,很快就能找出故障点。 2.故障现象:UPS-500不间断电源在市电供电时,能正常工作,当市电中断时, 不能由逆变器供电。 故障分析与维修:从现象可估计是逆变器部分出了故障,应测量脉宽调制(PWM)组件IC8(SG3524)的各引脚信号。先检查一下蓄电池组的电压,为24伏,是正常的,排除掉由于蓄电池电压过低使逆变器不能启动正常工作的可能性。断掉市电,测量IC8(SG3524)关键的管脚电压:参考电源端脚为5伏,正常;封锁端10脚为0伏,正常;补偿端9脚为2.4伏,正常;驱动输出端11脚和14脚为0伏,没有输出,不正常；驱动输入端12脚和13脚为0伏,也不正常;可见是由于驱动输入端电压不正常,造成输出端电压不正常。 测量晶体三极管Q7和Q8的基极,为低电平(导致Q7和Q8导通,驱动输入端为低电平), 不正确,它们的基极和IC5的4脚相连,测IC5的5脚,为低电平,是正确的,经过与非门IC5后,4脚仍为低电平,说明IC5已坏,更换IC5,CPU能正常工作,故障排除。 3.故障现象:UPS-500在市电工作时,电源变压器有很大的噪音。 故障分析与维修:当变压器的负载过重,或者工作不平衡,不稳定时,就可能发出异常的噪音。当与变压器相连的电路中有元件损坏,或者有些连线接触不良,就能使负载过重。检查变压器的次级绕组部分,并未发现碰线、匝间短路等现象;经仔细测量,也未发现电路中有元件损坏;用沾了酒精的棉球将各电路板的正反面清洗干净,然后再将各连接插头、插座拔掉,重新插好后,却发现变压器的噪声消失,UPS正常工作。 4.故障现象:逆变器末级驱动器晶体管Q1和Q2损坏,使UPS 只能工作在市电供电状态。更换掉Q1和Q2后,微机系统运行一段时间后,开关晶体管Q1和Q2又被烧坏。 故障分析与维修:从故障现象上看,导致Q1和Q2被损坏的原因是二个功率晶体管中电流过大。而引起电流过大的因素有:(1)过电流保护失效, 当逆变器输出端发生过电流时,过电流保护电路不起作用,从SG3524组件中输出很宽的调制脉冲,使Q1和Q2 中电流过大,烧掉Q1和Q2。(2)脉宽调制(PWM)组件IC8(SG3524)损坏, 从它的末级驱动输出端11脚和14脚送出的调制脉冲不平衡,使推挽式驱动回路中两个臂工作不对称,甚至两臂同时导通,造成功率晶体管Q1和Q2被烧坏。在市电中断下,开启UPS,用示波器观察IC8组件的末级驱动输出端11脚和14脚的波形,发现两个输出端送出的调制脉冲不平衡,使Q2导通的时间远大于Q1,这时用手触摸Q1和Q2,发现Q2 的温度明显高于Q1。由此便可推断:晶体管Q2的温度随着供电时间的延长越来越高,最终被烧坏,Q2烧坏后,Q1也很快被烧坏。更换IC8后,故障消失。 5.故障现象:市电正常时,一打开UPS电源,交流保险丝就熔断,UPS转向逆变器供电的工作状态。 故障分析与维修:交流保险丝熔断,说明市电供电主回路电流过大, 应检查输出回路中有没有短路现象。经过测试,未发现有短路点。在打开UPS的瞬间测量IC8(SG3524)的输出端14脚,发现有调制脉冲输出,这是不正常的现象,于是便推断, 可能在市电供电正常的情况下,逆变器也同时工作(市电供电时,逆变器处于后备状态,是不工作的),二者同时使用一个电源变压器( 市电供电和逆变器供电都使用同一个电源变压器,但不能同时使用),使主回路中的电流过大,引起保险丝熔断的现象。 从IC8工作条件入手,测试市电供电_逆变器供电的转换控制电路。发现IC5损坏,使得在市电正常的情况下,VH为低电平,VG为高电平,(正常时,VH应为高电平,VG为低电平)造成逆变器同时也工作。更换IC5芯片,UPS恢复正常。 6.故障现象:当市电中断时,逆变器工作指示灯常亮,蜂鸣器长鸣,但输出电压正常,能使微机系统正常工作。故障分析与维修:很容易判断故障出在报警、指示控制电路上,应检查这部分电路。用示波器测试芯片IC4(NE556)的10脚(复位端),其电压值为12伏,测试9脚(输出端),其电压值为1.5伏,此电压是控制蜂鸣器和逆变器工作指示灯(发光二极管)的。显然,1.5伏的电压不能使蜂鸣器断续鸣叫,也不能使发光二级管发光。IC4有问题,换掉IC4芯片,UPS恢复正常。 由于UPS电源的控制系统是负反馈闭环控制系统,一旦有问题, 故障可能发生在闭环控制回路的任何一个环节,所以一定要多测试一些信号,找出真正的故障点。 表 1 控制端6# 输出端5# 复位端10# 门限端12# 控制电压端11# 市电供电 12V 0V 0V 0V 7-8V 逆变器供电 0V 12V 12V 4-8V 8.5V 表 2 驱动输入端脚12、13 驱动输出端脚11、14 封锁端脚10 补偿端脚9 参考电源端16 市电供电时 0.7V 0V 0V 1V 5V 逆变器供电时 12V 脉宽5ms脉幅 2.2V左右脉冲0V 2.4V 5V