__6k_山特6K(S)维修手册.doc

重庆八电科技发展有限公司 山特6K(S)维修手册客服部 htpp:/刘成勇左陶强122607500）2012/2/24 一、整机方框图二、整机架构图三、整机接线图四、功能及外观简介列表五、功率器件、芯片等材料的位号、型号与规格六、充电器线路分析与维修参考数据七、功率板线路分析与维修参考数据（以03版为准）八、故障灯号指示及其意义九、维修流程图十、5V、12V、24V、PWM+、PWM-等信号测量部位十一、测试注意事项一、 山特6K(用以上）（S）整机方框图Fig.1整机方框图二、 整机架构图Fig.2 整机架构图三、整机接线图 充电板端子BUS风扇端子NBUSO/P L I/P N I/P L BYPASS BAT+ BAT- O/P N 散热片散热片电感电感电感电感滤波电容控制板RY111四、功能及外观简介列表一、 外部结构1 前面板1.1. 触摸式开关“ON”：启动UPS逆变输出的开关，未打开开关时送入市电，UPS旁路输出，此时仅充电器及电源部分工作；持续按下此开关约1秒后UPS执行开机动作，（切记：持续按键时间要足够，否则将不能开机，蜂鸣器会过一段时间鸣叫一次。在800电话里经常出现不能开机的误操作是由于开机时间不够。）UPS进入BYPASS状态，待INVERTER工作正常后，UPS由BYPASS输出转为INV输出。此开关在电池供电时兼有蜂鸣器消音功能。（开机键、静音键）1.2. 触摸式开关“OFF”：关闭UPS逆变输出的开关。市电正常工作模式，持续按下此开关约1秒，UPS转为旁路输出。电池工作模式，持续按下此开关约1秒，UPS面板全黑，蜂鸣器不叫，UPS切断输出。（关机键）市电指示灯逆变指示灯1.3. 负载指示灯及电池容量指示灯：显示负载大小百分比及电池容量百分比。 电池容量指示灯1负载容量指示灯1LINEINVERTER旁路灯电池指示灯BATTERYBYPASS故障灯电池充电指示灯负载容量指示灯5电池容量指示灯5CHARGEFAULTONOFF1.4. 状态显示灯：显示市电正常与否，市电状态，电池状态，逆变输出或旁路输出、故障状况。2后盖板1） 接线端子台：市电、负载接线用，市电最大输入电流为29.6A；2） 输入主开关：最大输入电流为35A；3） 输入旁路开关：最大输入电流为35A；4） 维修开关（选配件）：在不断电的情况下进行维护用；5） 束线架：用于固定输入、输出线材；6） 风扇：2个散热风扇（12V/3.12W和12V/10.8W），用以降低机内温度和侦测风扇转速，以防转速过低机器故障，整机安装时需注意后盖板与障碍物（如墙壁）间的距离（20cm以上），以维持散热良好；7） 界面插座：后盖板上有一个界面插座，为网络界面；8） 外接电池插座孔（长效型）：240VDC/25A；9） 计算机接口：标准DB9线插座，通过串口线与PC机进行通讯。二、 内部结构1. 功率板PSDR：位于机器隔板右侧（前视）。2. 控制板CNTL：位于机器隔板右侧上方平放（前视），是UPS主要控制部分。3. 显示板PANEL：位于前面板之后，包括负载显示、电池容量显示、状态显示及开关键。4. 输入滤波器：避免市电电网上之杂讯由电源线传入机器，影响UPS工作，也防止UPS工作高频杂讯影响市电电网。5. 电池组：山特6K(用以上）由20个12V/7AH电池组成，当市电中断时，提供电能继续供负载使用。（山特6K(用以上）S长效机无内置电池组，电池配置根据用户需要而定）。6. 充电板：位于机器底板（前视）。（山特6K(用以上）标准机位于左侧充电板）7. 输出滤波器：避免UPS之杂讯由电源线传导给设备，影响用户设备的正常工作。五、功率器件、芯片等材料的位号、型号与规格位号型号（料号）规格功能TX201080-30546-01TX EE-25 108:12:12:7工作电源变压器TX203206080-42008-02TX EE-16 55:49:52:29:44升压、逆变驱动变压器L201、202193-11110-00CHOKE500H输出滤波电感L209、210193-11110-00CHOKE 500UH输入储能电感RY1203-01037-00RELAY 12Vdc 30A 300Vac O/P RLYU211195-00660-00IC MC7805产生5V工作电源U212195-01540-00ICMC7812产生12V工作电源U207195-02510-00ICLINEARUC3845N工作电源控制用芯片U218、222195-40515-00IC PHOTO TLP250PFC驱动光耦U216、221195-40515-00IC PHOTO TLP250PWM驱动光耦U202、215195-02515-00ICLINEARUC3854N升压控制芯片F201213-00496-00FUSE30A250Vac旁路保险F202213-01245-0030A/600V电池保险F204213-01250-0030A/250Vac市电保险Q222,223201-01050-00SCR IR/40TPS12 35A 1200V市电整流可控硅Q218221199-98065-00TR IGBT GT60M303 60A/900V升压管Q213216199-30046-00TR IGBT 4PH50U 45A 1200V逆变管Q217201-01050-00SCR IR/40TPS12 35A 1200V电池可控硅Q2，3201-01050-00SCR IR/40TPS12 35A 1200V静态开关可控硅Q211199-21865-00TR MOSFET 2SK2608 3A 900V工作电源开关管U217195-40021-00TLP3023 400V 50mA电池可控硅驱动光耦U219，223195-40512-00S21MD3TV市电可控硅驱动光耦D242，243197-00400-00RHRG30120 30A 1200V逆变器续流二极管D259,263197-00047-00UHRG75120 75A 1200V市电升压整流二极管TX202080-20442-00CT1：1:1000 EI-28负载侦测比流器CT201204080-20510-00CT1:100升压电流侦测比流器PSDR板821-11606-03PCBASSYPSDR6K功率板CNTL板821-11616-02PCB ASSY CNTL6K控制板NP灯板821-99165-01CPC6/10K(S)灯板灯板CHGR板821-01383-04 PCB ASSY CHGR长效机充电板六、充电器线路分析与维修参考数据 充电器工作原理直流母线电压驱动管MOSFET2SK2611隔离变压器驱动电路3845芯片反馈电路Fig.3 充电器原理图 注：山特6K(用以上）长效机配一个充电板，充电电流最大值为7A，标准机配一个充电板，充电电流最大值为3A，两者的工作原理一样，充电电压圴为274Vdc,只是电流不同。在此以长效机上的充电器为例。A、充电器工作原理：市电输入经过可控硅整流后中，从BUS电容引到充电板的输入端，作为充电器的输入电源；再经保险（FU901FU906），通过分压电路给UC3845提供电源，充电器开始工作后，隔离返弛式的一个输出端为UC3845提供稳定的电源。充电器的工作是在UC3845的控制下完成的。通过分压电路取充电电压反馈信号，并与标准电压（2.5V）做比较，比较结果送给UC3845。由于充电器采用电流控制模式，故UC3845同时采样变压器初级的电流信号，充电器可做到限流，使得因电池弱而充电电压低时不至于充电电流过大损坏电池。 UC3845根据反馈信号输出一系列脉宽可调的方波经驱动变压器来控制MOSFET管（2SK2611）的导通和关断。当MOSFET管（2SK2611）导通时，隔离变压器初级绕组会有电流流过，能量储存其中，此时D917、D918反相偏压，TX2次级无电流，负载由C926、C927供电；当MOSFET管（2SK2611）关断时，TX2二次绕组电压极性翻转，二极管D917、D918导通，对负载充电，并对C926、C927充电。B、可开关（ON/OFF）特性当在市电（正常）状态时，CHGR ON ，充电器开始工作，对电池充电；当在电池模式下，CHGR OFF ，充电器停止工作。其控制方式如下：CHGOFF信号为高电平时，光耦不导通，UC3845的第4脚为R/C振荡，UC3845工作；电池模式时，CHGOFF信号为低电平，UC3845的第4脚电位被拉至低电位，UC3845因没有振荡而停止工作。CHGOFF信号是由控制板发出来控制的。 Fig5 充电器关断原理图 C、输出电压的自动调整山特6K(用以上）充电器充电电压可自动调整（274V），其调压原理是通过控制IC （UC3845）PIN1的电位来实现的。 D、充电电路关键点正常电阻值： 测试 点参考点电阻值(用电阻档测量值)U901（UC3845）第1脚U901第5脚5MU901（UC3845）第2脚同上0欧U901（UC3845）第3脚同上1KU901（UC3845）第4脚同上8KU901（UC3845）第5脚同上-U901（UC3845）第6脚同上600KU901（UC3845）第7脚同上18KU901（UC3845）第8脚同上4.1KQ901之G、S极间32欧Q901之D、S极间1.7M 注: 1）上述测量值是在折掉线后没带电的情况下测得； 2）电阻测量工具为FLUKE-111； 3）电阻值均相对于5脚公共“地”而言，黑表笔接地，红 表笔接测量脚； 4）若实际测试的电阻值与上表的参数有所偏差，应属器件的误差；5）U904（UC3845）与U901（UC3845）是对称的，各种参数也是一致的。E、故障分析：(测量工具为FLUKE-111)故障现象测量元件万用表档位测试值故障原因无充电电压U901的6、5脚电阻档阻值低于K级接近为0U901损坏U901的4、5脚电阻档同上U901损坏U901的3、5脚电阻档阻值接近0欧U901损坏R904、907、920、927电阻档阻值为K级电阻开路D901904二极管档短路稳压管坏D917、918二极管档短路二极管坏F901906电阻档阻值无穷大保险坏Q901、902、904、905的G、S极电阻档短路MOSFET管坏Q901、902、904、905的D、S极电阻档短路MOSFET管坏Q906的G、K极电阻档短路可控硅坏U905电阻档短路稳压管坏七、功率板线路分析与维修参考数据（以03版为准） 1、 工作电源部分 工作电源部分是采用有隔离的返弛式转换器，其输入电源来自于电池，亦是充电器的输出（充电电压为274VDC）。1. 直流电压经过D237后，送到工作电源部分，只有保持A1015的B极为低电平，才能给UC3845提供起动电源，使UC3845工作起来而产生工作电源24V、HFPW。D223（1N4937的作用是给UC3845提供足够持续的能量，经过D229连到UC3845反馈回路。HFPW是给升压和逆变电路提供电源用。Fig61 工作电源产生及开机原理图 Fig62 工作电源产生及开机原理图2. DC开机：当开机键被按下，CN202通过分压电阻把A1015的B极电平（R232与R316间相接处）拉低，给UC3845的PIN7脚VCC端提供电源，使UC3845工作起来，返弛式转换器工作后就产生各种工作电源，并通过A1015送出一路信号SWON给到控制板。其中+12V取代CN202，通过U205光耦使电阻R232与R316间的电位能为低电平，就保持UC3845提供持续稳定的电源。此时即使松开开机键，工作电源部分亦能继续工作。稳定的工作电源建立后，CPU开始工作，当检测到DC开机时，就会执行DC开机的一系列动作。3. 市电开机：当送市电后，市电的火线经分压整流后送到BYPASS.V，使U224光耦导通，而市电通过R287、光耦U224、D221、R288分压整流后，再经ZD208送到U205，使U205光耦导通，同DC开样，也能使A1015的B极电平（R232与R316间相接处）拉低，产生了工作电源，再按开机鍵后，通过A1015送一路信号SWON给到控制板。4. 在电池状况下，由CPU发出FANSP/F信号，使风扇风速加快，而市电下，D290、D291串在风扇上分压。Fig63 工作电源产生及开机原理图Fig64 工作电源产生及开机原理图3、工作电源电路关键点正常电阻值：(测量工具为FLUKE-111) 测 试 点参考点电阻值(用电值档测量值)U202（UC3845）第1脚U202第5脚5.47MU202（UC3845）第2脚同上0U202（UC3845）第3脚同上1KU202（UC3845）第4脚同上8.9KU202（UC3845）第5脚同上-U202（UC3845）第6脚同上47.3KU202（UC3845）第7脚同上38.4KU202（UC3845）第8脚同上4.16KQ211之G、S极间47.3KQ211之D、S极间5.4M 4、故障分析：故障现象测量元件万用表档位测试值故障原因开机无反应U202的6、5脚电阻档阻值低于K级接近为0U202坏U202的7、5脚电阻档阻值低于K级接近为0U202坏U2的4、5脚电阻档阻值低于K级接近为0U202坏Q202的S-D电阻档同上Q202坏R314电阻档大于47欧开路U212（IO）电阻档阻值低于K级接近为0UC7812坏U212（IO）电阻档同上UC7805坏TX201（P12）电阻档低于0欧匝间短路等D232二极管档大于1V二极管坏 2、 功率因数修正 1)、功率因数的定义 功率因数，即为有功功率与视在功率的比值。 PF=P/（VRMS*IRMS） 2)、功率因数修正所谓功率因数校正，就是改善电流波形，使其形状尽量与电压波形一致，这样负载呈现出电阻性负载的特性，功率因数将接近于1。故在整流后加入一级DC/DC的功率因数校正器（PFC），借由主动开关的动作将输入电流修正为与电压波形相似的正弦波，以达到提高功率因数目的。对于改善功率因数，采用升压式电路有不少优势。 3)、功率因数修正的实现 进行功率因数修正的IC是UC3854。 UC3854提供PWM脉冲给功率IGBT门极，3854的框图如下图所示，这个IC芯片包含了功率因素校正的必要电路，图的左上部包括了低电压锁定比较器和使能比较器，两个比较器的输出必须都为真芯片才工作。正常情况下电压误差放大器VEA的正向输入端和7.5V的参考电压相连，也可以用于软起动。这个设置可以使电压环在输出电压在达到工作点前开始工作，可以消除使许多电源供应头疼的开通过冲。 6脚Iac是从整流器中取出的为标准信号提供波形的电流信号，Vff在被送到乘法器中的除法器之前先被平方。12脚也被用于限制乘法器的最大输出电流。电流误差放大器CEA的输出和PWM比较器相连，它和14脚上的三角波相比较。振荡器和比较器驱动一个正反控制电路，并通过它来控制16脚输出的大电流。16脚的输出电压被钳制在15V，以免过驱动IGBT的门极。2脚提供一个紧急限制峰值电流的功能，当它被拉到零电位以下时它会关断PWM脉冲。 4）。功率因数修正电路输入交流电经由电感L210、L209整流后到功率元件Q221、Q218、Q220、Q219及控制器U215、U202所组成的升压型线路，于BUS电容(2200F/400V)上产生330V的BUS电压做为直流母线电压给逆变输入。经逆变器的转换，产生正弦交流输出，在此同时，U215、U20将侦测市电的输入电流及输入电压，据以对功率元件做控制，使输入电流的波形与电压波形近似，以得到较高的输入功率因数，避免在电网上产生较大的谐波干扰，稳定的DC BUS有助于输出交流的稳定，因此对于DC BUS需特别注意电压的准确。维修判断标准：量测DC BUS电压在正常值范围内且稳定。DC BUS不稳定则会造成输出电压值不稳定。U215、U202的工作频率正常并无其它异常现象，即认为功率因数修正电路OK。5）、功率因素修正电路关键点电阻值： 测 试 点参考点电阻值(用电值档测量值)U202（UC3854）第1脚U202第1脚U202（UC3854）第2脚同上5.2KU202（UC3854）第3脚同上7.4KU202（UC3854）第4脚同上14.8KU202（UC3854）第5脚同上15KU202（UC3854）第6脚同上6.8KU202（UC3854）第7脚同上7.3KU202（UC3854）第8脚同上3.2KU202（UC3854）第9脚同上6.7K U202（UC3854）第10脚同上10K U202（UC3854）第11脚同上170K U202（UC3854）第12脚同上3.3K U202（UC3854）第13脚同上5.2M U202（UC3854）第14脚同上5.4M U11（UC3854）第15脚同上1K U11（UC3854）第16脚同上4.8MU218、222（TLP250）2脚对地4.8MQ218221之S、G间-23.75KQ218221之S、D间-0.8MR417、418、420、423两端47欧D265、266、270、272用二极管档0.022V注： 1）上述测量值是在折掉线后没带电的情况下测得； 2）测量工具为FLUKE-111； 3）电阻值均相对于1脚公共“地”而言，黑表笔接地，红 表笔接测量脚； 4）L210正BUS端，P210地端，L209负BUS端;5）若实际测试的电阻值与上表的参数有所偏差，应属器件的误差； 6）、功率因素修正电路常见故障处理：（以U202为例，U215相同）故障现象测量元件万用表档位测试值故障原因BUS FAULT或PFC不升压U202某脚对地电阻档与上表不符UC3854不良Q218221之S、G间电阻档低于K级或为0升压管不良R417、418、420、423电阻档K级或大于47欧电阻不良U218（PIN85）二极管档0V光耦不良U222（PIN85）二极管档0V光耦不良D256、D261二极管档近于0V二极管不良D265、266、270、272二极管档0V二极管不良U218（PIN13）二极管档0V光耦不良U222（PIN58）二极管档0V光耦不良Q201（DGS）二极管档0VBS170不良 3、 直流升压电路 山特6K(用以上）机器在电池下工作，直流电压经可控硅Q217整流后到功率元件Q221、Q218、Q220、Q219及控制器U215、U202所组成的升压型线路，于BUS电容(2200F/400V)上产生330V的BUS电压做为直流母线电压给逆变输入。其升压及反馈工作原理同市电下。 4、 逆变器及驱动电路 1工作原理简要说明： 山特6K(用以上）（S）的逆变部分采用半桥式结构来实现，工作于连续电流模式。其驱动信号是软硬件结合产生的，输入是BUS电压（空载时约330V），输出是220Vac。一个周期的工作如下（以市电下为例）：a、 Q213、Q215导通，Q214、Q216关断，L210得以充电，负载能量由BUS电容提供；b、 在正半周，Q213、Q215、Q214、Q216同时关断，由于电感电流不能突变，Q213、Q215的续流二极管D242导通，L210电感释能放电；c、 Q213、Q215关断，Q214、Q216导通，L209得以充电，负载能量由BUS电容提供；d、 在负半周，Q213、Q215、Q214、Q216同时关断，由于电感电流不能突变，Q214、Q216的续流二极管D243导通，L209电感释能放电；值得一提的是，虽然在一个周期内上、下两组管子可能会交替导通（也可以只有其中一个导通），但其脉宽不一样。当逆变处于正半周时，Q213、Q215导通时间比Q214、Q216长。经L201、L202、C217、C246、C268组成的滤波器滤波后，可得逆变正弦波的上半周。当逆变处于负半周时与正半周类似。由于上、下两组管子同时导通时会将BUS电压短路，故在两者交替导通时须有一定的死区时间（即都不导通）。 2逆变器及其驱动电路故障一般检查： 故障现象测量元件万用表档位测试值故障原因INV FAULTQ213216（GS）电阻档小于K级逆变管不良ZD206、207（阴极阳极）二极管档0V稳压管不良D251、252、253、255二极管档0V二极管不良U216、221（PIN31）二极管档小于无穷大 光耦不良U216、221（PIN85）二极管档小于1V光耦不良R391、395、392、393电阻档近于0欧电阻开路D248、D250（阴极阳极）二极管档小于无穷大二极管不良R407、408、409、401、389、413电阻档大于10欧电阻开路或变值R410、411、402、360、3