不间断电源维修的常见故障及技巧

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不间断电源就是UPS。很多朋友购买了不间断电源使用一段时间后总会出现问题和故障，目前UPS主要有外置式和内置式两个大类，按其工作性质又分为后备型和在线型两种。在不间断电源维修过程中，最难解决的问题莫过于图纸资料的缺乏，有时费了很大周折找来了图纸，与实物也不一定能对得上，因此在不间断电源维修中，一味地依靠图纸或测绘线路是不现实的。
不间断电源作用
1.电网电压正常时，市电电压通过UPS稳压后供应给负载使用，性能好的UPS本身就是良好的交流稳压器，同时改善电源质量;同时它还对机内的电池进行充电，储存后备能量。
2.电网电压异常时(欠压、过压、掉电、干扰等)UPS的逆变器将电池的直流电能转换为交流电能维持对负载的供电。
3.UPS在电网供电和电池供电之间自行切换，确保对负载的不间断供电。而且可以根据设备的精密程度来选择可承受的切换时间。
不间断电源特点
UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。
UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括：①日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等;②改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。
UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。
不间断电源应用
不间断电源现已广泛应用于：矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、UPS不间断电源、应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。
不间断电源维修
在没有图纸资料的情况下如何检修UPS
在这种情况下如何检修uPs呢?笔者认为采用有重点的普查法不失为一种好方法。有重点的普查法就是按照元器件的故障频率高低直接到线路板上找故障。
使用普查法检修的另外一个前提条件是必须掌握UPs内常用元件的检测数据(最好有相应的备件)，其中的主要难点是集成电路的好坏不易判断(因为uPS中的许多数字集成电路靠测试在路电阻或开路电阻有时反映不出好坏)。不过uPs内的集成电路种类并不是很多，如果能备好常用的型号，检修时用对比法或替换法就能够较好地解决问题。常用集成电路的型号有：SG3524、LM339、LM393、NE555、NE556、LM317(337)、78、79系列的三端稳压器(主要是7812，带微处理器的UPS需7805)、LM324、uA74l、uA4558等。若有条件可再准备一些4000系列和74Ls系列的数字集成电路，主要有MC140ll、MCl4069、MCl4013、MCl4066、SN74LS00、SN74LS02、SN74LS04和SN74LS74等。
根据大量维修实践所做的统计表明，UPS内元器件按故障频率由高到低的顺序排列如下：电瓶(即机内的免维护铅酸蓄电池，包括因过放电或充电电路故障造成的假性损坏)，交流进线电路(含保险丝、压敏电阻、电源开关等)，逆变管(含推动管)，功率电阻，取样变压器，中小功率二、三极管，集成电路，可调电阻，继电器，电解电容，小功率电阻，主电源变压器。因此，在接修一台损坏的uPS时，如果找不到电路图纸，可直接到机内找故障，在普查可疑元件的同时，还要注意检查一些虚焊、假焊类故障。一般可采用对比法(与好的元件对比)和替换法(用好的元件替换)进行判断，只要UPS没有人为的故障(如将可调元件调乱等)和调整性故障，一般都能较快地解决问题。
[例1]故障现象sTKuPs-500型uPs接交流电开机后可进入稳压状态，但断电后不能逆变，仅听到机内继电器响了几下便再无动静。
分析与检修首先检查机内电瓶电压，正常，线路板上没有明显损坏的元器件，四只MJ4502逆变管也无异常。开机后再测各集成电路的Vcc供电也正常，但就是无逆变迹象，由此怀疑是某IC损坏。因该机的检修图纸资料很难找到，用在路测量判断法很难找出故障，故采用了替换法来查找故障。首先替换的是逆变电路的控制核心Icl(sG3524)，用三星公司生产的KA3524直接试换，开机后逆变立刻正常，证明该机故障是SG3524损坏。将Icl换新后，故障排除。
不间断电源维修技巧
UPS一些常见故障的检修
1.市电完全正常。开机后立刻进入逆变状态这种故障的原因多是市电未能送入uPS，应首先检查机后的电源保险管(一般为3-5A)是否断路，若正常则应再检查机内的交流进线电路，其中包括电源开关、线路板、接插件、压敏电阻、取样变压器等。
[例2]故障现象SKs-500型UPs接交流电后不能进入稳压状态，而是处于逆变状态。
分析与检修查机后发现电源保险管已被一只螺栓代替(UPs的保险管很多是φ6×30mm的，而市售的保险管一般是φ5×20mm的，当保险管烧断后，许多用户因买不到合适的保险管，喜欢用一些其它金属物品来代替)，再查机内电路，发现电源开关与线路板间的连接插件内部已经发黑，拔下后检查插件以及插件下面的双面线路板铜箔均已烧坏。将烧坏部分挖去，去掉损坏的插件，将电源开关引线直接焊至线路板的相应焊点上，再换上3A的电源保险丝管，开机后工作正常。
2.开机后机内无任何反应。接入市电也无任何反应这种故障现象说明机内低压电路(主要是控制电路)不能工作，最常见的原因是机内低压电路的供电不正常，而这种供电不正常一般是因机内电瓶损坏(或过放电)、低压保险丝损坏引起(20-40A插片式保险)。
对于电瓶的好坏，可通过测量电瓶两端是否有12V电压来判断(对于采用两块或两组电瓶串联供电的机型，每块电瓶都应是12V)。若电瓶两端电压很低或无电压，则说明电瓶有问题(注意有时是过放电造成的假性损坏)。
[例3]故障现象SANTAKUPS-500型UPs接上市电后机内毫无反应，既不稳压，也不逆变，就像没电一样。
分析与检修经询问用户得知该UPS原来一直工作正常，但因在仓库中放了一年多，再使用时就不能工作了。曾怀疑是电瓶放没了电，但插上电源插头长时间充电仍不能工作。
查机内低压保险丝正常，电瓶两端仅有不足5v的电压，用新电瓶替换，将电源插头插入市电，开机后立刻正常，在带电情况下(注意安全)将新电瓶拔下并将原机电瓶接上，充电10小时左右，该机一切正常，证明原电瓶并未损坏，而是因长期搁置不用，自然放电造成的假性损坏。
为什么用户自己充电却没有效果呢?这是因为在UPS的电路中，控制电路本身也要耗电，这部分电能往往需要由机内电瓶来提供。当机内电瓶电压不足甚至无电后，控制电路将不能正确地工作，此时即使接上正常的市电，机内的控制电路也无法切换到市电稳压状态，同样也不能给电瓶充电，除非先用一块正常的电瓶“发动”一下，待UPS进入市电稳压状态，电瓶也进入充电状态后(此时将电瓶断开不影响UPS的工作)，再将原电瓶换回才能将电充上。
需要提醒的是，不同机型的UPS电瓶损坏(或假性损坏)出现的故障现象并不完全一样，具体出现什么现象完全取决于电路的设计，除以上较常见的现象外，还有逆变维持时间过短(甚至一转入逆变状态立刻失败)、接人市电开机后机内继电器发出“嗡嗡”声、工作状态混乱、指示灯乱闪、机内继电器不停地“咔嗒”作响等，当然也有极个别的机型在电瓶无电的情况下开机后能自动进入市电稳压状态(笔者只遇到过一种商标为“$”状的机型)。
对于机内低压保险丝损坏的情况，一般均伴有逆变管的击穿短路，此时应先通过测量电阻找出损坏的逆变管，以免换上新保险丝后扩大故障。
[例4]故障现象sANTAKTwinGuard-500超小型高频逆变UPS不能开机。
分析与检修这是山特公司近年来新开发的高频逆变机型，目前市面上非常流行，这种UPS使用了微处理器对整机进行控制，并采用了低压开机方式(按住电源开关3秒以上即可开、关机)。
检查机内电瓶两端电压正常，但低压保险丝已烧断。进一步检查各逆变管，发现Q09、Q10(IRF740)各极间均已击穿，换新管并更换30A低压保险丝后开机，工作正常。
3.市电稳压状态正常，但逆变状态下机内有强烈交流声。同时逆变输出电压偏低(150V以下)这种故障现象是单端逆变的典型表现，UPS的逆变是由两只(或两组)逆变管以推挽工作方式共同完成的，两只(或两组)逆变管分别承担了正负半周的逆变任务，如果其中一只(或一组)出现开路性损坏，这时的UPS往往还能逆变，只是逆变输出电压很低，而且机内变压器会发出剧烈的“嗡嗡”声。这种故障的常见原因是逆变管或推动管开路，有时是SG3524的两个逆变信号输出脚(⑩和⑩脚)中的一个出了问题(注意内部电路或外部电路都有可能造成这类故障)。
【例5】故障现象FuDA500W型uPs能进入市电稳压状态，但逆变输出电压仅100V左右，同时机内有剧烈的“嗡嗡”声。
分析与检修该机的逆变管采用摩托罗拉公司生产的大功率达林顿管MJll0l6，断电后测两只逆变管的各脚间在路电阻，发现有较明显的差别，焊下进一步测量，发现其中的一只基极与发射极间正反向电阻都已很大且完全一致，说明此管发射结已呈开路状态，所测得的阻值实际是管子内部复合的保护电阻的阻值(该电阻接在管子的基极和发射极之间)，将坏管换新，开机后逆变正常，测逆变输出电压为250V(注意普通UPS的逆变输出是50Hz方波电压，当用普通万用表的交流电压挡测量时，读数偏高是正常的，不要去调UPS内的可调电阻)。
不间断电源的使用技巧
不间断电源-如何延长UPS的供电时间?
延长不间断电源系统的供电时间有两种方法：
1.外接大容量电池组：可根据所需供电时间外接相应容量的电池组，但须注意此种方法会造成电池组充电时间的相对增加，另外也会增加占地面积与维护成本，故需认真评估。
2.选购容量较大的不间断电源系统：此方法不仅可减少维护成本，若遇到负载设备扩充，较大容量的不断电系统仍可立即运作。
UPS电源系统开、关机
1.第一次开机
(1)按以下顺序合闸：储能电池开关→自动旁路开关→输出开关依次置于“ON"。
(2)按UPS启动面板“开”键，UPS电源系统将徐徐启动，“逆变”指示灯亮，延时1分钟后，“旁路”灯熄灭，UPS转为逆变供电，完成开机。
经空载运行约10分钟后，按照负载功率由大到小的开机顺序启动负载。
2.日常开机
只需按UPS面板“开”键，约20分钟后，即可开启电脑或其它仪器使用。通常等UPS启动进入稳定工作后，方可打开负载设备电源开关(注：手动维护开关在UPS正常运行时，呈“OFF"状态)。
3.关机
先将电脑或其它仪器关闭，让UPS空载运行10分钟，待机内热量排出后，再按面板“关”键。