科士达UPS电源技术参考

一、电源输入

UPS输入电源：1. 主电源?2. 旁路电源 3.直流电源

二、UPS切换条件及顺序

1. 正常运行时负荷由主电源经过该系统的整流器、逆变器提供。

2. 当主电源故障时，自动改为由直流电源经逆变器供电。

3. 当逆变器或直流电源故障时，UPS通过静态开关自动转换成旁路电源供电。

4. 当UPS需要维修时，又可通过先通后断的手动旁路开关由旁路电源直接向负荷供电。

三、运行模式

1.系统正常运行模式

此系统运行模式为市电输入，经整流器将交流市电转为纯净、无突波、无杂讯的直流电源，提供逆变器使用，而逆变器会将直流电源再转为比市电更稳定的交流电源输出，经静态开关再输出至负载，此时系统为INVERTER 电源供应负载。

2.内部旁路运行模式

此系统运行模式为当逆变器发生异常，如机内温度过高、或输出负载过载，超过系统逆变器所能负荷的范围时，DSP 会自动将系统由逆变器模式切换到内部旁路运行模式，以防止系统损坏，此时输入由第二电源经旁路回路，静态开关模块输出至负载，此时为旁路电源供应负载。

3.系统电池供电运行模式

此系统运行模式为无市电输入时，系统由电池经逆变器，经静态开关至输出负载，此时为电池电源供电，使得交流输出不会中断。使用电池供电时，其供电时间因电池数量与负载量大小而有所不同，故建议如果市电中断时，请尽快做资料的存贮与正常的关机程序。

4.系统手动维修旁路运行模式

此系统运行模式为当系统需进行维护，而负载供电又不可中断时使用。手动闭合手动维修旁路开关，市电经由手动维修开关输出至负载，此时负载的电源为市电电源供应。此一系统运行模式为专业维护人员方可操作，可用来对UPS 系统进行维护、清洁及保养。

5.系统紧急关机模式

此系统运行模式为无任何电源输出，此操作模式必须在UPS 确定为紧急状况时才可启动，否则当此功能被启动时，UPS 将被关闭，并导致无任何输出电压。

四、操作面板说明

1、面板上亦提供多个LED，其代表意义如下：

(a) 输入LED(INPUT)

－当输入无熔丝开关闭合，有正常电源输入时，此LED 灯会亮起，表示主电源已输入。

(b) 整流器LED(RECTIFIER)

－当整流器在正常情况下工作时，此LED 灯会亮起，表示整流器工作正常。

(c) 充电LED(CHARGE)

当整流器开启，可对电池进行充电时，此LED 灯会亮起，表示有能力对电池充电。但必须系

统含充电机，才实际有对电池充电，若无充电机，则此灯号仅代表有能力充电。

(d) 放电LED(DISCHARGE)

当系统无电源输入，由电池供电时，此LED 灯会亮起，表示此时系统是由电池供电。

(e) 逆变器LED(INVERTER)

当逆变器启动时，此LED 灯会亮起，表示系统输出是由逆变器供应。

(f) 输出LED(OUTPUT)

当输出无熔丝开关(S5)闭合时，此LED 灯会亮起，表示端子台上系统已提供输出电源了。

(g) 旁路LED(BYPASS)

当系统由BYPASS 电源提供输出时，此LED 灯会亮起，表示此时系统输出并不是由逆变器提供，

而是由BYPASS 电源提供。

(h) 维修旁路LED(MANUAL BYPASS)

当系统的维修旁路无熔丝开关(S6)闭合时，此LED 灯会亮起，表示此时已在维修旁路状态，

逆变器无法启动，系统将由旁路电源直接输出。

2、系统流程指示灯运行时，共可分为下列四种方式：

(a)系统正常运行方式:INPUT、RECTIFIER、CHARGE 、INVERTER、OUTPUT 灯亮，其余熄灭。

(b)系统旁路运行方式:BYPASS、OUTPUT 灯亮，其余熄灭。

(C)电池供应运行方式:DISCHARGE、INVERTER、OUTPUT 灯亮，其余熄灭。

(d)维修旁路运行方式:S6 无熔丝开关切换至ON 位置时，只有MANUAL BYPASS 灯亮，其余熄灭，此时表示系统已正确切换到维修旁路，待S1、S2、S3、S4、S5 断开(OFF)后，再使用放电治具泄放DC电容器上之电压，完成后，MANUAL BYPASS 熄灭，此时即可执行保养与维修。

3、重点介绍：紧急停止按键(EPO)：

面板后方提供了一个紧急停止按键及一个扩充插槽，用于紧急状况，需将系统立即停止时，可用此按键。将EPO 按键按下，即可关闭UPS 系统，当关闭UPS 后，整个系统将关闭锁住，所有状态停止，且无输出任何电压。若要系统重新启动，需将面板上的OFF 键按下，再按ENTER 键确认，即可进行重新启动程序。

五、UPS切换试验

1、试验目的：?通过试验可以判断UPS装置是否可以正常进行切换，切换时的波形是否符合要求，以保证UPS装置在外部供电失去、主回路故障的情况下可以正常的进行切换，确保UPS装置所带负载不失电，同时为负载提供合格的电源。

2、试验前方式：?UPS系统主机柜各电源正常，开关在合，电压正 常，UPS系统在工作正常运行方式:?(a)UPS主机柜电源一，UPS直流电源一开关在合，电压正常；

(b)UPS主机柜电源二，UPS直流电源二开关在合，电压正常；

(c)UPS旁路电源开关在合，电压正常；

(d)UPS系统在正常运行方式。

3、切换步骤:?UPS主机柜切换试验

a 将2号主机柜退出运行。

b 将录波器接于主机柜内输出开关U28下口。

c 断开主回路开关U22，主机柜自动切换至直流回路，录取切换过程中波形，整个过程中负载不掉电，电压稳定无波动。

d.合上主回路开关U22，主机柜由直流自动切换至主回路，录取切换过程中波形，整个过程中负载不掉电，电压稳定无波动。

e.断开主机柜内回路开关U22,再直流回路开关U24，切换至旁路运行，录取切换过程中波形，整个过程中负载不掉电，电压稳定无波动。

f.合上1号主机柜内主回路开关U22，主机柜由旁路自动切换至主回路，录取切换过程中波形，整个过程中负载不掉电，电压稳定无波动。

g. 合上直流回路开关U24。

h. 检查UPS系统在正常运行方式

六、数据分析

UPS主机柜切换试验

1. 主回路切至直流回路（直切主略）

?如上图：切换时录取的波形无明显波动，切换正常。

2、直流回路切至旁路

切换时录取的波形有稍微波动。

3、旁切主略。

七、试验总结：

根据切换时的波形分析，当UPS在进行主回路切至直流回路、直流回路切至主回路和旁路切至主回路时波形均无明显变化，切换正常。但当进行主回路及直流回路切至旁路时，波形稍微的压降，根据UPS装置切换的允许范围判断该波形的压降时间在合格的范围内，因此不影响现场设备的正常运行。

、有市电时UPS输出正常，而无市电时蜂鸣器长鸣，无输出。
故障分析：从现象判断为蓄电池和逆变器部分故障，可按以下程序检查：
检查蓄电池电压，看蓄电池是否充电不足，若蓄电池充电不足，则要检查是蓄电池本身的故障还是充电电路故障。
若蓄电池工作电压正常，检查逆变器驱动电路工作是否正常，若驱动电路输出正常，说明逆变器损坏。
若逆变器驱动电路工作不正常，则检查波形产生电路有无PWM控制信号输出，若有控制信号输出，说明故障在逆变器驱动电路。
若波形产生电路无PWM控制信号输出，则检查其输出是否因保护电路工作而封锁，若有则查明保护原因；
若保护电路没有工作且工作电压正常，而波形产生电路无PWM波形输出则说明波形产生电路损坏。
上述排故顺序也可倒过来进行，有时能更快发现故障。
2、蓄电池电压偏低，但开机充电十多小时，蓄电池电压仍充不上去。 故障分析：从现象判断为蓄电池或充电电路故障，可按以下步骤检查：
检查充电电路输入输出电压是否正常；
若充电电路输入正常，输出不正常，断开蓄电池 再测，若仍不正常则为充电电路故障；
若断开蓄电池后充电电路输入、输出均正常，则说明蓄电池已因长期未充电、过放或已到寿命期等原因而损坏。
3、逆变器功率级一对功放晶体管损坏，更换同型号晶体管后，运行一段时间又烧坏的原因是电流过大，而引起电流过大的原因有：
过流保护失效。当逆变器输出发生过电流时，过流保护电路不起作用；
脉宽调制（PWM）组件故障，输出的两路互补波形不对称，一个导通时间长，而另一个导通时间短，使两臂工作不平衡，甚至两臂同时导通，造成两管损坏；
功率管参数相差较大，此时即使输入对称波形，输出也会不对称，该波形经输出变压器，造成偏磁，即磁通不平衡，积累下去导致变压器饱和而电流骤增，烧坏功率管，而一只烧坏，另一只也随之烧坏。
4、UPS开机后，面板上无任何显示，UPS不工作。
故障分析：从故障现象判断，其故障在市电输入、蓄电池及市电检测部分及蓄电池电压检测回路：
检查市电输入保险丝是否烧毁；
若市电输入保险丝完好，检查蓄电池保险是否烧毁，因为某些UPS当自检不到蓄电池电压时，会将UPS的所有输出及显示关闭；
若蓄电池保险完好，检查市电检测电路工作是否正常，若市电检测电路工作不正常且UPS不具备无市电启动功能时，UPS同样会关闭所有输出及显示。
若市检测电路工作正常，再检查蓄电池电压检测电路是否正常。
5、在接入市电的情况下，每次打开UPS，便听到继电器反复的动作声，UPS面板电池电压过低指示灯长亮且蜂鸣器长鸣。
根据上述故障现象可以判断：该故障是由蓄电池电压过低，从而导致UPS启动不成功而造成的。拆下蓄电池，先进行均衡充电（所有蓄电池并联进行充电），若仍不成功，则只有更换蓄电池。
6、一台后备UPS有市电时工作正常，无市电时逆变器有输出，但输出电压偏低，同时变压器发出较大的噪音。
故障分析：逆变器有输出说明末级驱动电路基本正常，变压器有噪音说明推挽电路的两臂工作不对称，检测步骤如下：
检查功率是否正常；
若功率正常，再检查脉宽输出电路输出信号是否正常；
若脉宽输出电路输出正常，再检查驱动电路的输出是否正常。
7、在市电供电正常时开启UPS，逆变器工作指示灯闪烁，蜂鸣器发出间断叫声，UPS只能工作在逆变状态，不能转换到市电工作状态。
故障分析：不能进行逆变供电向市电供电转换，说明逆变供电向市电供电转换部分出现了故障，要重点检测：
市电输入保险丝是否损坏；
若市电输入保险丝完好，检查市电整流滤波电路输出是否正常；
若市电整流滤波电路输出正常，检查市电检测电路是否正常；
若市电检测电路正常，再检查逆变供电向市电供电转换控制输出是否正常。
8、后备式UPS当负载接近满载时，市电供电正常，而蓄电池供电时蓄电池保险丝熔断。
故障分析：蓄电池保险丝熔断，说明蓄电池供电流过大，检测步骤如下：
逆变器是否击穿；
蓄电池电压是否过低；
若蓄电池电压过低，再检测蓄电池充电电路是否正常；
若蓄电池充电电路正常，再检测蓄电池电压检测电路工作是否正常。
9、UPS只能由市电供电而不能转为逆变供电。
故障分析：不能进行市电向逆变供电转换，说明市电向逆变供电转换部分出现故障，要重点检测：
蓄电池电压是否过低，蓄电池保险丝是否完好；
若蓄电池部分正常，检查蓄电池电压检测电路是否正常；
若蓄电池电压检测电路正常，再检查市电向逆变供电转换控制输出是否正常。
UPS不间断电源维修二例
保护神牌MUS 1000L型UPS是广大用户使用较多的一种电源设备，其输出的正弦波与市电 同步，失真系数小，性能稳定可靠，是微机较理想的一种长后备电源。下面介绍二例故障 排除方法，以供参考。
故障现象：1.空载通电，不能转市电，也无逆变，机器无任何运作，蜂鸣器也无响声。 检查分析与处理结果：首先检查交流保险，蓄电池保险，都正常。再检查蓄电池电压，测得电压值为48V，蓄电池也正常。因此，断定故障在控制部分。根据后备式UPS的工作原理，在无市电输入的情况下，UPS由控制电路及蓄电池逆变输出220V电压，而且蜂鸣器不断报警。该故障现象表明，控制电路没有工作，而且控制电路的工作电压是蓄电池提供。经检查发现，三端稳压块“7812”损坏而造成，更换新的三端稳压块“7812”后，加市电开机正常，断电后逆变也正常。
故障现象2：市电工作正常，带正常负载后备工作时间严重不足。
检测与分析：从故障现象分析，故障可能有：1.电池电压过低，未充足电。2.逆变控制回路有故障。3.部分电池损坏。4.充电器回路有故障。5.输出接插受潮灰尘侵入造成漏电现象。首先检查：1.对输出接插件进行清除，排除漏电可能。2.对UPS进行长时间充电，充电后开机故障仍存在。3.用万用表检测电池组电压，为48V正常。4.检查充电回路，正常。5.检查逆变控制回路，正常。6.用万用表和电流表按照下图接法检查电池的电性能，发现电池组电性能下降，具体表现电池内阻增大所造成。不带50Ω电阻时测得电池电压为48V。接电阻后，电流为800mA，电阻两端电压为40V。测试数据表明，电池内阻增大，即内阻上8V压降消耗功率为6.4W，如电池内阻增大同供电时间30分钟联系起来，证明电池电性能下降。