Конструкція і ремонт джерел безперебійного живлення фірми АРС

Дивує повна відсутність інформації про таких поширених приладах, як джерела безперебійного живлення. Ми прориваємо інформаційну блокаду і приступаємо до публікації матеріалів з їх пристрою і ремонту. Зі статті Ви отримаєте загальне уявлення про існуючі типи безперебійників і більш докладний, на рівні принципової схеми, - про найбільш поширених моделях Smart-UPS.

Надійність роботи комп'ютерів багато в чому визначається якістю електричної мережі. Наслідками таких перебоїв електроживлення, як скачки, підйоми, спади і втрата напруги, можуть виявитися блокування клавіатури, втрата даних, пошкодження системної плати та ін. Для захисту дорогих комп'ютерів від неприємностей, пов'язаних із силовою мережею, використовують джерела безперебійного живлення (ІБП). ДБЖ дозволяє позбутися від проблем, пов'язаних з поганою якістю електроживлення або його тимчасовою відсутністю, але не є довготривалим альтернативним джерелом електроживлення, як генератор.

За даними експертно-аналітичного центру «СК ПРЕС», в 2000 р обсяг продажів ДБЖ на російському ринку склав 582 тис. Шт. Якщо порівняти ці оцінки з даними про продажі комп'ютерів (1,78 млн. Штук), то виходить, що у 2000 року кожен третій придбаний комп'ютер оснащується індивідуальним ДБЖ.

Переважну частину російського ринку ДБЖ займає продукція шести компаній: APC, Chloride, Invensys, IMV, Liebert, Powercom. Продукція компанії APC вже який рік зберігає лідируючу позицію на російському ринку ДБЖ.

ДБЖ діляться на три основні класи: Off-line (або stand-by), Line-interactive і On-line. Ці пристрої мають різні конструкції і характеристики.

Мал. 1. Блок-схема ИБП класу Off-line

Блок-схема ИБП класу Off-line приведена на рис. 1. При роботі в нормальному режимі навантаження живиться відфільтрованим напругою електромережі. Для придушення електромагнітних і радіочастотних перешкод у вхідних ланцюгах використовуються фільтри EMI / RFI Noise на метало-оксидних варисторах. Якщо вхідна напруга стає нижче або вище встановленої величини або взагалі зникає, то включається інвертор, який в нормальному режимі знаходиться в відключеному стані. Перетворюючи постійна напруга батарей в змінне, інвертор здійснює живлення навантаження від батарей. Форма його вихідної напруги - прямокутні імпульси позитивної і негативної полярності з амплітудою 300 В і частотою 50 Гц. ДБЖ класу Off-line неекономічно працюють в електромережах з частими і значними відхиленнями напруги від номінальної величини, оскільки частий перехід на роботу від батарей зменшує термін служби останніх. Потужність що випускаються фірмою АРС ДБЖ класу Off-line моделі Back-UPS знаходиться в діапазоні 250 ... 1250 ВА, а моделі Back-UPS Pro -в діапазоні 2S0 ... 1400 ВА.

Мал. 2. Блок-схема ИБП класу Line-interactive

Блок-схема ИБП класу Line-interactive приведена на рис. 2. Так само, як і ДБЖ класу Off-line, вони ретранслюють змінну напругу електромережі в навантаження, поглинаючи при цьому відносно невеликі сплески напруги і згладжуючи перешкоди. Вхідні ланцюги використовують фільтр EMI / RFI Noise на метало-оксидних варисторах для придушення електромагнітних і радіочастотних перешкод. Якщо в електромережі сталася аварія, то ДБЖ синхронно, без втрати фази коливання, включає інвертор для живлення навантаження від батарей, при цьому синусоїдальна форма вихідної напруги досягається фільтрацією ШІМ-коливання. Схема використовує спеціальний інвертор для підзарядки батареї, який працює і під час стрибків напруги. Діапазон роботи без підключення батареї розширено за рахунок використання у вхідних ланцюгах ДБЖ автотрансформатора з перемикається обмоткою. Перехід на живлення від батареї відбувається, коли напруга електромережі виходить за межі діапазону. Потужність що випускаються фірмою АРС ДБЖ класу Line-interactive моделі Smart-UPS становить 250 ... 5000 ВА.

Мал. 3. Блок-схема ИБП класу On-line

Блок-схема ИБП класу On-line приведена на рис. 3. Ці ДБЖ перетворять змінна вхідна напруга в постійне, яке потім за допомогою ШІМ-інвертора перетвориться знову в змінну зі стабільними параметрами. Оскільки навантаження завжди живить інвертор, то немає необхідності в перемиканні з зовнішньої мережі на інвертор, і час перемикання дорівнює нулю. За рахунок інерційного ланки постійного струму, яким є батарея, відбувається ізоляція навантаження від аномалій мережі і формується дуже стабільну вихідну напругу. Навіть при великих відхиленнях вхідної напруги ДБЖ продовжує живити навантаження чистим синусоїдальним напругою з відхиленням не більше + 5% від встановленого користувачем номінального значення. ДБЖ класу On-line фірми АРС мають наступні вихідні потужності: моделі Matrix UPS - 3000 і 5000 ВА, моделі Symmetra Power Array - 8000, 12000 і 16000 ВА.

Моделі Back-UPS не використовують мікропроцесор, а в моделях Back-UPS Pro, Smart-UPS, Smart / VS, Matrix і Symmetna мікропроцесор використовується.

Найбільшого поширення набули пристрої: Back-UPS, Back-UPS pro, Smart-UPS, Smart-UPS / VS.

Такі пристрої, як Matrix і Symmetna, використовуються в основному для банківських систем.

У цій статті розглянемо конструкцію і схему моделей Smart-UPS 450VA ... 700VA, що застосовуються для живлення персональних комп'ютерів (ПК) і серверів. Їх технічні характеристики наведені в табл. 1.

Таблиця 1. Технічні характеристики моделей Smart-UPS фірми АРС

Модель 450VA 620VA 700VA 1400VA Допустиме вхідна напруга, В 0 ... 320 Вхідна напруга при роботі від мережі *, В 165 ... 283 Вихідна напруга *, В 208 ... 253 Захист вхідного ланцюга від перевантаження Повертається в початкове положення автоматичний вимикач діапазон частоти при роботі від мережі, Гц 47 ... 63 Час перемикання на живлення від батареї, мс 4 Максимальна потужність в навантаженні, ВА (Вт) 450 (280) 620 (390) 700 (450) 1400 (950) Вихідна напруга при роботі від батареї, В 230 Частота при роботі від батареї, Гц 50 ± 0,1 Форма сигналу при роботі від батареї Синусоїда Захист вихідного ланцюга від перегр вузькі Захист від перевантаження і короткого замикання, при перевантаженні вимикання з фіксацією Тип батареї Свинцева герметична, не обслуговуюча Кількість батарей х напруга, В, 2 x 12 2 x 6 2 x 12 2 x 12 Ємність батарей, Ач 4,5 10 7 17 Термін служби батареї, років 3 ... 5 Час повного заряду, ч 2 ... 5 Розміри ДБЖ (висота х ширина х довжина), див 16,8x11,9x36,8 15,8x13,7x35,8 21,6х17х43,9 Маса нетто (брутто), кг 7,30 (9,12) 10,53 (12,34) 13,1 (14,5) 24,1 (26,1)

* Регулюється користувачем за допомогою програмного забезпечення PowerChute.

ДБЖ Smart-UPS 450VA ... 700VA і Smart-UPS 1000VA ... 1400VA мають однакову електричну схему і відрізняються ємністю батарей, кількістю вихідних транзисторів в инвертор, потужністю силового трансформатора і габаритами.

Розглянемо параметри, що характеризують якість електроенергії, а також термінологію і позначення.

Проблеми з електроживленням можуть виражатися у вигляді:

• повної відсутності вхідної напруги - blackout;
  
• тимчасової відсутності або сильного падіння напруги, викликаного включенням в мережу потужного навантаження (електромотора, ліфта і т.п.) - sag або brownout;
  
• миттєвого і дуже потужного підвищення напруги, як при ударі блискавки - spike;
  
• періодичного підвищення напруги, що триває частки секунди, викликаного, як правило, змінами навантаження в мережі - surge.

У Россі провали, зникнення і скачки напруги як вгору, так і вниз складають приблизно 95% відхилень від норми, решта - шуми, імпульсні перешкоди (голки), високочастотні викиди.

В якості одиниць виміру потужності використовуються Вольт-ампери (ВА, VA) і Примор'я (Вт, W). Вони відрізняються коефіцієнтом потужності PF (Power Factor):

W = VA x PF.

Коефіцієнт потужності для комп'ютерної техніки дорівнює 0,6 ... 0,7. Число в позначенні моделей ДБЖ фірми АРС означає максимальну потужність у ВА. Наприклад, модель Smart-UPS 600VA має потужність 400 Вт, а модель 900VA - 630 Вт.

Мал. 4. Структурна схема моделей Smart-UPS і Smart-UPS / VS

Структурна схема моделей Smart-UPS і Smart-UPS / VS показана на рис. 4. Напруга надходить на вхідний фільтр EM / RFI, службовець для придушення перешкод електромережі. При номінальній напрузі електромережі включені реле RY5, RY4, RY3 (контакти 1, 3), RY2 (контакти 1, 3), RY1, і вхідна напруга проходить в навантаження. Реле RY3 і RY2 використовуються для режиму підстроювання вихідної напруги BOOST / TRIM. Наприклад, якщо напруга мережі збільшилася і вийшло за допустиму межу, реле RY3 і RY2 підключають додаткову обмотку W1 послідовно з основною W2. Утворюється автотрансформатор з коефіцієнтом трансформації

K = W2 / (W2 + W1)

менше одиниці, і вихідна напруга падає. У разі зменшення напруги додаткова обмотка W1 реверсують контактами реле RY3 і RY2. коефіцієнт трансформації

К = W2 / (W2 - W1)

стає більше одиниці, і вихідна напруга підвищується. Діапазон регулювання складає ± 12%, величина гістерезису вибирається програмою Power Chute.

При зникненні напруги на вході вимикаються реле RY2 ... RY5, включається потужний ШІМ-інвертор, який живиться від батареї, і в навантаження надходить синусоїдальна напруга 230 В, 50 Гц.

Багатоланковим фільтром придушення перешкод електромережі складається з варисторів MV1, МV3, MV4, дроселя L1, конденсаторів С14 ... С16 (рис. 5). Трансформатор СТ1 аналізує високочастотні складові напруги мережі. Трансформатор СТ2 є датчиком струму навантаження. Сигнали з цих датчиків, а також датчика температури RTH1 надходять на аналого-цифровий перетворювач IC10 (ADC0838) (рис. 6).

Мал. 5. Вхідні ланцюги

Мал. 6. Включення процесора

Мал. 7. Вихідний інвертор

Трансформатор Т1 є датчиком вхідної напруги. Команда увімкнути функцію дзвінків (АС-ОК) подається з дворівневого компаратора IC7 на базу Q6. Трансформатор Т2 - датчик вихідної напруги для режиму Smart TRIM / BOOST. З висновків 23 і 24 процесора IC1 2 (рис. 6) сигнали BOOST і TRIM подаються на бази транзисторів Q43 і Q49 для перемикання реле RY3 і RY2 відповідно.

Сигнал синхронізації по фазі (PHAS-REF) з виведення 5 трансформатора Т1 надходить на базу транзистора Q41 і з його колектора на висновок 14 процесора IC12 (рис. 6).

У моделі Smart-UPS використовується мікропроцесор IC12 (S87C654), який:

• контролює наявність напруги в електромережі. Якщо воно пропадає, то мікропроцесор підключає потужний інвертор, що працює від батареї;
  
• включає звуковий сигнал для повідомлення користувача про проблеми з електроживленням;
  
• забезпечує безпечне автоматичне закриття операційної системи (Netware, Windows NT, OS / 2, Scounix і Unix Ware, Windows 95/98), зберігаючи дані через двонаправлений комутаційний порт при наявності встановленої програми Power Chute plus;
  
• автоматично коригує падіння (режим Smart Boost) і перевищення (режим Smart Trim) напруги електромережі, доводячи вихідна напруга до безпечного рівня без переходу на роботу від батареї;
  
• контролює заряд батареї, тестує її реальним навантаженням і захищає її від перезарядження, забезпечуючи безперервну зарядку;
  
• забезпечує режим заміни батарей без відключення живлення;
  
• проводить самотестування (кожні два тижні або після натискання кнопки Power) і видає попередження про необхідність заміни батареї;
  
• индицирует рівень підзарядки батареї, напруги в мережі, навантаження ДБЖ (кількість підключеного до ДБЖ обладнання), режим харчування від батареї і необхідність її заміни.

У мікросхемі пам'яті EEPROM IC13 зберігаються заводські установки, а також калібровані установки рівнів сигналів частоти, вихідної напруги, меж переходу, напруги зарядки батареї.

Цифро-аналоговий перетворювач IC15 (DAC-08CN) формує на виводі 2 еталонний синусоїдальний сигнал, який використовується як опорний для IC17 (АРС2010).

ШІМ-сигнал формується IC14 (АРС2020) спільно з IC17. Потужні польові транзистори Q9 ... Q14, Q19 ... Q24 утворюють мостовий інвертор. Під час позитивної напівхвилі ШІМ-сигналу відкриті Q12 ... Q14 і Q22 ... Q24, a Q19 ... Q21 і Q9 ... Q11 закриті. Під час негативної напівхвилі відкриті Q19 ... Q21 і Q9 ... Q11, a Q12 ... Q14 і Q22 ... Q24 закриті. Транзистори Q27 ... Q30, Q32, Q33, Q35, Q36 утворюють двотактні драйвери, що формують сигнали управління потужними польовими транзисторами, мають велику вхідну ємність. Навантаженням інвертора є обмотка трансформатора, вона підключається проводами W5 (жовтий) і W6 (чорний). На вторинній обмотці трансформатора формується синусоїдальна напруга 230 В, 50 Гц для харчування підключеного обладнання.

Робота інвертора в «зворотному» режимі використовується для зарядки батареї пульсуючим струмом під час нормальної роботи ДБЖ.

ДБЖ має вбудований слот SNMP, який дозволяє підключати додаткові плати для розширення можливостей ДБЖ:

• адаптер Power Net SNMP, що підтримує пряме з'єднання з сервером на випадок аварійного закриття системи;
  
• розширювач підключення ДБЖ, що забезпечує керування до трьох серверів;
  
• пристрій дистанційного керування Call-UPS, що забезпечує віддалений доступ через модем.

В ДБЖ є кілька напруг, необхідних для нормальної роботи пристрою: 24 В, 12 В, 5 В і -8 В. Для їх перевірки можна скористатися табл. 2. Вимірювати опір з висновків мікросхем на загальний провід слід при вимкненому ДБЖ і розрядженому конденсаторі С22. Типові несправності ДБЖ Smart-Ups 450VA ... 700VA і способи їх усунення приведені в табл. 3.

Таблиця 2. Напруження в контрольних точках

24 В IC4 / 1 + 1 МОм С41, С36, С63, IC4, SNMP, плата дисплея з гнучким кабелем, вентилятор 12 В IC4 / 3 1 кОм IC5, С8, D401, IC2, Q9 ... Q14, Q19 ... Q24 5 В IC5 / 3 1 кОм D402, С65, IC12, IC5, IC10, IC13 (перепрограмувати) -8 В IC17 / 1 15 кОм С7, Q39, Q40, С54, С53, D28, D27, IC9, IC17

Таблиця 3. Типові несправності ДБЖ Smart-Ups 450VA ... 700VA

Короткий опис дефектуМожлива причинаСпосіб відшукання і усунення несправності

ДБЖ не включається Чи не підключені батареї Підключити батареї Погана або несправна батарея, мала її ємність Замінити батарею. Ємність зарядженої батареї можна перевірити лампою дальнього світла від автомобіля (12 В, 150 Вт) Пробиті потужні польові транзистори інвертора У цьому випадку на виводах батареї, підключеної до плати ІБП, немає напруги. Перевірити омметром і замінити транзистори. Перевірити резистори в ланцюгах їх затворів. Замінити IC16 Обрив гнучкого кабелю, що з'єднує дисплей Ця несправність може бути викликана замиканням висновків гнучкого кабелю на шасі ДБЖ. Замінити гнучкий кабель, що з'єднує дисплей з основною платою ДБЖ. Перевірити справність запобіжника F3 і транзистора Q5 продавлені кнопка включення Замінити кнопку SW2 ДБЖ включається тільки від батареї Згорів запобіжник F3 Замінити F3. Перевірити справність транзисторів Q5 і Q6 ДБЖ НЕ стартує. Світиться індикатор заміни батареї Якщо батарея справна, то ДБЖ невірно відпрацьовує програму Зробити калібрування напруги батареї за допомогою фірмової програми від АРС ДБЖ не включається в лінію відірватися мережевий кабель або порушений контакт З'єднати мережевий кабель. Перевірити омметром справність пробки-автомата. Перевірити з'єднання шнура «гарячий-нейтраль» Холодна пайка елементів плати перевірити справність і якість пайок елементів L1, L2 і особливо Т1 Несправні варистори Перевірити чи замінити варистори MV1 ... MV4 При вмиканні ІБЖ відбувається скидання навантаження Датчик напруги Т1 Замінити Т1. Перевірити справність елементів: D18 ... D20, С63 і С10 Мигають індикатори дисплея Зменшилася ємність конденсатора С17 Замінити конденсатор С17 Ймовірна витік конденсаторів Замінити С44 або С52 Несправні контакти реле або елементи плати Замінити реле. Замінити IC3 і D20. Діод D20 краще замінити на 1N4937 Перевантаження ДБЖ Потужність підключеного обладнання перевищує номінальну Зменшити навантаження Несправний трансформатор Т2 Замінити Т2 Датчик струму СТ1 Замінити СТ1. Опір більше 4 Ом вказує на несправність датчика струму Несправна IC15 Замінити IC15. Перевірити напругу -8 В і 5 В. Перевірити і при необхідності замінити: IC12, IC8, IC17, IC14 і потужні польові транзистори інвертора. Перевірити обмотки силового трансформатора Чи не заряджається батарея Невірно працює програма ДБЖ Відкалібрувати напруга батареї фірмовою програмою від АРС. Перевірити константи 4, 5, 6, 0. Константа 0 критична для кожної моделі ДБЖ. Перевірку константи робити після заміни батареї Вийшла з ладу схема заряду батареї Замінити IC14. Перевірити напругу 8 В на вив. 9 IC14, якщо його немає, то замінити С88 або IC17 Несправна батарея Замінити батарею. Її ємність можна перевірити лампою дальнього світла від автомобіля (12 В, 150 Вт) Несправний мікропроцесор IC12 Замінити IC12 При вмиканні ІБЖ НЕ стартує, чути клацання Несправна схема скидання Перевірити справність і замінити несправні елементи: IC11, IC15, Q51 ... Q53, R115 , С77 Дефект індикаторів Несправна схема індикації Перевірити і замінити несправні Q57 ... Q60 на платі індикаторів ДБЖ не працює в режимі On-line Дефект елементів плати замінити Q56. Перевірити справність елементів: Q55, Q54, IC12. Несправна IC13, або її доведеться перепрограмувати. Програму можна взяти з справного ДБЖ При переході на роботу від батареї ДБЖ вимикається і включається мимовільно Пробитий транзистор Q3 Замінити транзистор Q3

У другій частині статті буде розглянуто пристрій ДБЖ класу On-line,

ПРИСТРІЙ ДБЖ КЛАСУ OFF-LINE

До ДБЖ класу Off-line фірми АРС відносяться моделі Back-UPS. ДБЖ цього класу відрізняються низьких вартістю и прізначені для захисту персональних комп'ютерів, робочих станцій, Мережеве устаткування, торгових и касових терміналів. Потужність моделей, що випускаються Back-UPS від 250 до 1250 ВА. Основні технічні дані найбільш поширених моделей ДБЖ представлені в табл. 3.

Таблиця 3. Основні технічні дані ДБЖ класу Back-UPS

МодельBK250IBK400IBK600I

Номінальна вхідна напруга, В 220 ... 240 Номінальна частота мережі, Гц 50 Енергія поглинаються викидів, Дж 320 Піковий струм викидів, А 6500 Пропущені в нормальному режимі значення викидів напруги по тесту IEEE 587 Cat. A 6kVA,% <1 Напруга перемикання, В 166 ... 196 Вихідна напруга при роботі від акумуляторів, В 225 ± 5% Вихідна частота при роботі від акумуляторів, Гц 50 ± 3% Максимальна потужність, ВА (Вт) 250 (170) 400 (250) 600 (400) Коефіцієнт потужності 0,5. ..1,0 Пік-фактор <5 Номінальний час перемикання, мс 5 Кількість акумуляторів х напруга, В 2x6 1x12 2x6 Ємність акумуляторів, Ач 4 7 10 Час 90% підзарядки після розрядки до 50%, година 6 7 10 Акустичний шум на відстані 91 см від пристрою, дБ <40 Час роботи ДБЖ на повну потужність, хв> 5 Максимальні габарити (В х Ш х г), мм 168x119x361 Вага, кг 5,4 9,5 11,3

Індекс «I» (International) в назвах моделей ДБЖ означає, що моделі розраховані на вхідна напруга 230 В, В пристроях встановлені герметичні свинцеві обслуговуються акумулятори яка відслужила вже 3 ... 5 років за стандартом Euro Bat. Всі моделі оснащені фільтрами-обмежувачами, що пригнічують скачки і високочастотні перешкоди напруги. Пристрої подають відповідні звукові сигнали при пропажі вхідної напруги, розрядки акумуляторів і перевантаження. Граничне значення напруги мережі, нижче якого ДБЖ переходить на роботу від акумуляторів, встановлюється перемикачами на задній панелі пристрою. Моделі BK400I і BK600I мають інтерфейсний порт, що підключається до комп'ютера або сервера для автоматичного самостійного закриття системи, тестовий перемикач і вимикач звукового сигналу.

Мал. 8. Структурна схема

Структурна схема ДБЖ Back-UPS 250I, 400I і 600I показана на рис. 8. Напруга надходить на вхідний багатоступінчастий фільтр через переривник ланцюга. Переривник ланцюга виконаний у вигляді автоматичного вимикача на задній панелі ДБЖ. У разі значного перевантаження він відключає пристрій від мережі, при цьому контактний стовпчик вимикача виштовхується нагору. Щоб включити ДБЖ після перевантаження, необхідно повернути в початкове положення контактний стовпчик вимикача. У вхідному фільтрі-обмежувачі електромагнітних і радіочастотних перешкод використовуються LC-ланки і металооксидних варистори. При роботі в нормальному режимі контакти 3 і 5 реле RY1 замкнуті, і ДБЖ передає в навантаження напруга електромережі, фільтруючи високочастотні перешкоди. Зарядний струм надходить безперервно, поки в мережі є напруга. Якщо вхідна напруга падає нижче встановленої величини або взагалі зникає, а також якщо воно сильно зашумлено, контакти 3 і 4 реле замикаються, і ДБЖ перемикається на роботу від інвертора, який перетворює постійну напругу акумуляторів в змінну. Час перемикання складає близько 5 мс, що цілком прийнятно для сучасних імпульсних блоків живлення комп'ютерів. Форма сигналу на навантаженні - прямокутні імпульси позитивної і негативної полярності з частотою 50 Гц, тривалістю 5 мс, амплітудою 300 В, ефективною напругою 225 В. На холостому ходу тривалість імпульсів скорочується, і ефективне вихідна напруга падає до 208 В. На відміну від моделей Smart -UPS, в Back-UPS немає мікропроцесора, для управління пристроєм використовуються компаратори і логічні мікросхеми.

Принципова схема ДБЖ Back-UPS 250I, 400I і 600I практично повністю приведена на рис. 9 ... 11. Багатоланковим фільтром придушення перешкод електромережі складається з варисторів MOV2, MOV5, дроселів L1 і L2, конденсаторів С38 і С40 (рис. 9). Трансформатор Т1 (рис. 10) є датчиком вхідної напруги. Його вихідна напруга використовується для зарядки акумуляторів (в цьому ланцюзі використовуються D4 ... D8, IC1, R9 ... R11, С3 і VR1) і аналізу мережевої напруги.

Мал. 9. Вихідний інвертор

Мал. 10. Вхідні ланцюги

Мал. 11. Схема управління

Якщо воно пропадає, то схема на елементах IC2 ... IC4 і IC7 підключає потужний інвертор, що працює від акумулятора. Команда ACFAIL включення інвертора формується мікросхемами IC3 і IC4. Схема, що складається з компаратора IC4 (висновки 6, 7, 1) і електронного ключа IC6 (висновки 10, 11, 12), дозволяє роботу інвертора сигналом лог. «1», що надходять на висновки 1 і 13 IC2.

Дільник, що складається з резисторів R55, R122, R1 23 і перемикача SW1 (висновки 2, 7 і 3, 6), розташованого на тиловій стороні ІБП, визначає напругу мережі, нижче якого ДБЖ перемикається на батарейне харчування. Заводська установка цієї напруги 196 В. У районах, що характеризуються частими коливаннями напруги мережі, що приводять до частих перемикань ДБЖ на батарейне харчування, порогове напруга повинна бути встановлено на нижчий рівень. Точна настройка порогового напруги виконується резистором VR2.

Під час роботи від батареї мікросхема IC7 формує імпульси збудження інвертора PUSHPL1 і PUSHPL2. В одному плечі інвертора встановлені потужні польові транзистори Q4 ... Q6 і Q36, в іншому -Q1 ... Q3 і Q37. Своїми колекторами транзистори навантажені на вихідний трансформатор. На вторинній обмотці вихідного трансформатора формується імпульсна напруга з ефективним значенням 225 В і частотою 50 Гц, яке використовується для живлення підключеного до ДБЖ обладнання. Тривалість імпульсів регулюється змінним резистором VR3, а частота - резистором VR4 (рис. 10). Включення і вимикання інвертора синхронізується з напругою мережі схемою на елементах IC3 (висновки 3 ... 6), IC6 (висновки 3 ... 5, 6, 8, 9) і IC5 (висновки 1 ... 3 і 11 ... 13). Схема на елементах SW1 (висновки 1 і 8), IC5 (висновки 4 ... В і 8 ... 10), IC2 (висновки 8 ... 10), IC3 (висновки 1 і 2), IC10 (висновки 12 і 13), D30, D31, D18, Q9, BZ1 (рис. 11) включає звуковий сигнал, що попереджає користувача про проблеми з електроживленням. Під час роботи від батареї ДБЖ кожні 5 з видає одиночний звуковий сигнал, який вказує на необхідність збереження файлів користувача, тому що ємність акумуляторів обмежена. При роботі від батареї ДБЖ здійснює контроль за її ємністю і за певний час до її розряду подає безперервний звуковий сигнал. Якщо висновки 4 і 5 перемикача SW1 розімкнуті, то цей час становить 2 хвилини, якщо замкнуті - 5 хвилин. Коли почне лунати сигнал треба замкнути висновки 1 і 8 перемикача SW1.

Всі моделі Back-UPS, за винятком BK250I, мають двонаправлений комунікаційний порт для зв'язку з ПК. Програмне забезпечення Power Chute Plus дозволяє комп'ютеру здійснювати як поточний контроль ДБЖ, так і безпечне автоматичне закриття операційної системи (Novell, Netware, Windows NT, IBM OS / 2, Lan Server, Scounix і UnixWare, Windows 95/98), зберігаючи файли користувача. На рис. 11 цей порт позначений як J14. Призначення його висновків:

1 - UPS SHUTDOWN. ДБЖ вимикається, якщо на цьому висновку з'являється лог. «1» протягом 0,5 с.
2 - AC FAIL. При переході на живлення від батарей ДБЖ генерує на цьому висновку лог. «1».
3 - СС AC FAIL. При переході на живлення від батарей ДБЖ формує на цьому висновку лог. «0». Вихід з відкритим колектором.
4, 9 - DB-9 GROUND. Загальний провід для введення / виведення сигналів. Висновок має опір 20 Ом щодо спільного проведення ДБЖ.
5 - СС LOW BATTERY. У разі розряду батареї ДБЖ формує на цьому висновку лог. «0». Вихід з відкритим колектором.
6 - ОС AC FAIL При переході на живлення від батарей ДБЖ формує на цьому висновку лог. «1». Вихід з відкритим колектором.
7, 8 - не підключені.

Виходи з відкритим колектором можуть підключатися до ТТЛ-схемами. Їх здатність навантаження до 50 мА, 40 В. Якщо до них потрібно підключити реле, то обмотку слід зашунтувати діодом.

Звичайний «нуль-модемний» кабель для зв'язку з цим портом не підходить, відповідний інтерфейсний кабель RS-232 з 9-штирьковим роз'ємом поставляється в комплекті з програмним забезпеченням.

КАЛІБРУВАННЯ І РЕМОНТ ДБЖ

Установка частоти вихідної напруги

Для установки частоти вихідної напруги підключити на вихід ДБЖ осцилограф або частотомір. Включити ДБЖ в режим роботи від батареї. Вимірюючи частоту на виході ДБЖ, регулюванням резистора VR4 встановити 50 ± 0,6 Гц.

Установка значення вихідної напруги

Включити ДБЖ в режим роботи від батареї без навантаження. Підключити на вихід ДБЖ вольтметр для вимірювання ефективного значення напруги. Регулюванням резистора VR3 встановити напругу на виході ДБЖ 208 ± 2 В.

Установка граничної напруги

Перемикачі 2 і 3, розташовані на тиловій стороні ІБП, встановити в положення OFF. Підключити ІБП до трансформатора типу ЛАТР з плавним регулюванням вихідної напруги. На виході ЛАТРа встановити напругу 196 В. Повернути резистор VR2 проти годинникової стрілки до упору, потім повільно повертати резистор VR2 за годинниковою стрілкою до тих пір, поки ДБЖ не перейде на батарейне харчування.

Установка напруги заряду

Встановити на вході ДБЖ напругу 230 В. Отсоединить червоний провід, що йде до позитивного висновку акумулятора. Використовуючи цифровий вольтметр, регулюванням резистора VR1 встановити на цьому дроті напруга 13,76 ± 0,2 В відносно загальної точки схеми, потім відновити з'єднання з акумулятором.

Типові несправності

Типові несправності і методи їх усунення наведені в табл. 4, а в табл. 5 - аналоги найбільш часто виходять з ладу компонентів.

Таблиця 4. Типові несправності ДБЖ Back-UPS 250I, 400I і 600I

Прояв дефектуМожлива причинаМетод відшукання і усунення дефекту

Запах диму, ДБЖ не працює Несправний вхідний фільтр Перевірити справність компонентів MOV2, MOV5, L1, L2, С38, С40, а також провідники плати, що з'єднують їх ДБЖ не включається. Індикатор не світиться Відключений автомат захисту на вході (переривник ланцюга) ДБЖ Зменшити навантаження ДБЖ, відключивши частина апаратури, і потім включити автомат захисту, натиснувши контактний стовпчик автомата захисту Несправні батареї акумуляторів Замінити акумулятори Неправильно підключені акумулятори Перевірити параметри акумуляторних батарей Несправний інвертор Перевірити справність інвертора . Для цього відключити безперервного живлення від мережі змінного струму, від'єднати акумулятори та розрядити ємність С3 резистором 100 Ом, продзвонити омметром канали «стік-витік» потужних польових транзисторів Q1 ... Q6, Q37, Q36. Якщо опір становить кілька Ом або менше, то транзистори замінити. Перевірити резистори в затворах R1 ... R3, R6 ... R8, R147, R148. Перевірити справність транзисторів Q30, Q31 і діодів D36 ... D38 і D41. Перевірити запобіжники F1 і F2 Замінити мікросхему IC2 При вмиканні ІБЖ відключає навантаження Несправний трансформатор Т1 Перевірити справність обмоток трансформатора Т1. Перевірити доріжки на платі, що з'єднують обмотки Т1. Перевірити запобіжник F3 ДБЖ працює від акумуляторів незважаючи на те, що є напруга в мережі Напруга в електромережі дуже низька або спотворено Перевірити вхідна напруга за допомогою індикатора або вимірювального приладу. Якщо це допустимо для навантаження, зменшити чутливість ІБП, тобто змінити кордон спрацьовування за допомогою перемикачів, розташованих на задній стінці пристрою ІБП включається, але напруга в навантаження не надходить Несправне реле RY1 Перевірити справність реле RY1 і транзистора Q10 (BUZ71). Перевірити справність IC4 і IC3 і напруга живлення на їх висновках Перевірити доріжки на платі, що з'єднують контакти реле ДБЖ дзижчить і / або відключає навантаження, не забезпечуючи очікуваного часу резервного електроживлення Несправний інвертор або один з його елементів Див. Підпункт «Несправний інвертор» ІБП не забезпечує очікуваного часу резервного електроживлення акумуляторні батареї розряджені або втратили ємність Зарядите акумуляторні батареї. Вони вимагають перезарядки після тривалих відключень електроживлення. Крім того, батареї швидко старіють при частому використанні або при експлуатації в умовах високої температури. Якщо наближається кінець терміну служби батарей, то доцільно їх замінити, навіть якщо ще не подається тривожний звуковий сигнал заміни акумуляторних батарей. Ємність зарядженої батареї перевірити автомобільної лампою дальнього світла 12 В, 150 Вт ДБЖ перевантажений Зменшити кількість споживачів на виході ДБЖ Після заміни акумуляторів ДБЖ не включається Неправильне підключення акумуляторних батарей при їх заміні Перевірте, чи правильно підключено акумуляторних батарей При вмиканні ІБЖ видає гучний звуковий сигнал, іноді з знижується тоном Несправні або сильно розряджені акумуляторні батареї Зарядити акумуляторні батареї протягом не менше чотирьох годин. Якщо після перезарядки проблема не зникне, слід замінити акумуляторні батареї Акумуляторні батареї не заряджаються Несправний діод D8 Перевірити справність D8. Його зворотний струм не повинен перевищувати 10 мкА Напруга заряду нижче необхідного рівня Відкалібрувати напруга заряду акумулятора

Таблиця 5. Аналоги для заміни несправних компонентів

IC1 LM317T LM117H, LM117K IC2 CD4001 К561ЛЕ5 IC3, IC10 74С14 Складається з двох мікросхем К561ТЛ1, висновки яких з'єднати згідно цоколевке на мікросхему IC4 LM339 К1401СА1 IC5 CD4011 К561ЛА7 IC6 CD4066 К561КТ3 D4 ... D8, D47, D25. ..D28 1N4005 1N4006, 1N4007, BY126, BY127, BY133, BY134, 1N5618 ... 1N5622, 1N4937 Q10 BUZ71 BUZ10, 2SK673, 2SK971, BUK442 ... BUK450, BUK543 ... BUK550 Q22 IRF743 IRF742, MTP10N35, MTP10N40, 2SK554, 2SK555 Q8, Q21, Q35, Q31, Q12, Q9, Q27, Q28, Q32, Q33 PN2222 2N2222, BS540, BS541, BSW61 ... BSW 64, 2N4014 Q11, Q29, Q25, Q26, Q24 PN2907 2N2907, 2N4026 ... 2N4029 Q1 ... Q6, Q36, Q37 IRFZ42 BUZ11, BUZ12, PRFZ42

Геннадій Яблонін
"Ремонт електронної техніки"

Корисні посилання по темі ремонту:

• Схеми різних блоків годувань
  
• Енциклопедія по ремонту джерел живлення
  
• варистори