SANTAK-500VA UPS的维修补充

“SANTAK-500VA后备式UPS的原理与维修”一文有些不足，特别是无印制板图，检修中仍感到较困难。现将本人测绘整理的印制板图提供出来(如图①)，并将本人的维修经验通过一个实例加以阐述，重点是检查方法、调试步骤和注意事项，以作为同仁的参考和借鉴，并作为上文的补充。

一、印刷板图说明

1、印刷板图按“雁标”SANTAK-500绘制。

2、由于电路密度较高，故采用单线条描法，正面(元件面)为实线，背面为虚线，个别地方还采用了箭头标注。

3、元件编号一般只标序号，可通过图形加序号加以区别，例如：二极管符号旁边标有“2”，则为D2。另外，为了便于寻找元件位置，图下部以表格方式表示元件的位置(以横座标为主)。

4、继电器的实体接法只画了一个S5，其它均相同。

5、原电路板上不接元件的电路，一般已省去不画。





二、检修调整步骤

现通过一个检修实例，对检修的方法及步骤作一介绍。

故障现象：接交流电源及不接交流电源开机均报警(蜂鸣器长鸣)。

分析报警的原因有：1、逆变过流；2、电池欠压；3、超压保护。

查电池电压只有17V，显然属电池欠压报警。电池失电应对交流熔断器加以检查，查已短路性熔断(熔丝仅中间部分熔断，为过载性熔断；如果熔断时伴有雾状物甚至玻璃管破裂，为短路性熔断。)查交流供电侧无短路(如有短路，应重点查旁路电容)，可以肯定故障前负载曾发生过短路。换上熔断丝(3A)后，恢复电池电压电池电压不够，其它工作无法进行。电池充电有两种，即外部充电器充电或机器自身充电。采用自身充电的方法是：短路U2的⑩脚与“地”，即暂时解除电池欠压保护的作用，同时也解除了过压、逆变过流的作用，因为U2 13脚有综合保护输出的作用。此时必须禁止逆变器工作，方法是拆下直流熔丝管。接上交流电，合上开关即可进行充电。此时，检查U8的输出电压应为27．5V左右(从R103的一端较容易测量)，再测电池端电压，如逐渐回升即可认为充电正常。电池充足后(一般需10小时)，拆去U2的⑩脚短路线后进行下一步检查。

首先，查故障率最高的功率管Q17、Q18其型号为：MJ11033，主要参数为：Pcm-300W；Vceo-120V；Icm-50A；内部结构为达林顿型，等效电路如图②，其测量数值如表1。





由于其损坏后几乎全部是发射结开路，因此在路测其b—e间的正向电阻是否在50Ω左右即可决定。检查结果Q17、Q18两管均损坏。此时暂不更换，需作以下的检查及调试：调试前先组装一组合调压器，如图3，以实现0-300V的电压输出。





1．交流输出稳压值的测量与调试：如实测输出值在210V-230V之间时为正常，不必调整。否则，可通过调节VR5来改变。调整前应先测量下面几点电压值：基准电压稳压管Z1的稳压值应为12V；比较器公共O端应为8V；D34、D35整流输出应为15V。若异常，应重点查Z1的稳压值是否稳定(特别是热稳定)；C19的容量是否不足；C20是否漏电。

2．逆变转换电压测量与调试：高转换一般设定在265V(U5-5电位在2．7V左右)；低转换一般设在165V(U5—6电位在1．6V左右)。实际修理中不少机器偏离标准值较多，维修中应对其测试和调整。低转换调整的正确更重要，原因请参看后文“四、”。

3．过压保护值测量与设定：过压保护值一般设定在270V。其测量和设定方法是：电源输入端接入电网电源，将组合调压器输出电压调到250V，开路L1(实物一般是一短路线)将T2的L’和N’单独引出接到组合调压器的输出端，慢慢升高电压直至出现长鸣报警，此时的电压值即为过压保护动作值。如和额定值270V不符，调整VR8，反复试验即可。此项完成后，切断调压器电源，电路不必恢复，后面的逆变调试还将用到。

逆变调试：先更换功率管(要在测试仪上进行配对挑选)，但还不能立即试机，因为电路中可能还有隐含的故障、测试中的疏忽(如表笔造成的短路)、甚至表笔的感应电压的作用均有可能造成昂贵功率管的损坏。怎样才能既保证功率管的安全又能准确地完成有关调试呢?本人在实践中摸索出一种简单可靠的方法：

1．模拟逆变：将功率管回路接图④作临时改接，主回路直流熔断丝仍不接通，在Q17、Q18基极串入一20～30K的电阻。(电阻和Q17、Q18的发射结共同构成前置推动管Q5、Q6的负载，电阻的限流作用还使得试验时不至造成“过流保护”动作)，此时不接交流电开机，进入模拟逆变状态，(蜂鸣器间隙鸣叫)；U1 11脚和14脚及输出放大回路均有波形输出，只不过此时T2取样没有输入电压，脉冲波形处于最宽状态，⑤所示(因为用的是单踪示波器，故应测两个对称点之间，而不是对地，b1-b2间的p—p值为2V，c1-c2间的p—p值为50V)。如有异常，可放心的测量电位及波形(因为功率管主回路被切断，没有损坏的后顾之忧)。U1的工作电压实测值如表2，U1(SG3524)极少损坏，故应首先查外围电路。





2．频率测试：用示波器或频率计测图④的c1或c2点，观察逆变频率。频率偏移很少发生，如出现频偏，除调节VR2外，还应对c4、Q7、VR2的性能作检查。

3．逆变控制调试：此步是为了进一步测试电路的调宽性能。上面在过压保护调试中已将T2单独引出接到组合调压器，此时将电压调低后接入电源，一面用示波器监视输出波形，一面调节T2的输入电压，当电压由低调高接近220V时，(这时动作要慢)，波形宽度应发生急剧变化，并很快消逝(即U1被封锁)，这个急剧变化点的T2输入电压即为逆变器实际工作的输出电压，应为220V～230V，如果实测电压有偏差，可调节VR1加以纠正。如无调宽控制作用或调制电压相差太远，应重点检查取样整流回路。





完成以上调试后，就可以将T2、直流熔丝及功率管电路还原。

4．负载逆变及过流调试：先作空载试验，即用电压表监视输出电压，合上开关时，电压表应指示在220V～230V，测量电池电压应基本不衰减。实例中，在作空载试验时出现异常现象：开关合上后，逆变输出刚送出(电压表表针摆动了一下)，随着几声连续的继电器动作响声即转入报警。电压表有摆动，说明负载侧无短路，而继电器连续动作异常。再开机试验，判别是那些继电器动作，结果动作的有调压继电器。分析逆变状态，由于T1无工作电压，6个调压比较器的公共“一”端应为0电平，6只继电器均不可能动作。开机时试查T1输入端电压，电压表指针有摆动，说明逆变时有电压加到了T1。分析最大可能是S1的常闭触头①和②间有短路。撬开S1外壳，是触头熔焊。用小刀撬开熔焊的触头，再用400#水砂纸对触头的接触面加以打磨。试机，逆变恢复正常。再作负载试验：输出插座接入500W负载(可用500W电炉或100Ω>300W的试验电阻)开机，输出电压应为215～225，此时用数字表或毫伏表测U2—8和U2—9电位，V8应约为1．4倍V9。负载试验如遇报警，排出电池内阻高的原因外就是过流保护动作。此时，可将VR6阻值朝小的方向调一点，不报警后再按上述原则细调VR6。

5．自动转换试验：开机后(保持以上的试验负载)，再间隙地(间隙应大于10秒)切断、送入交流电，同时观察输出。为了确定转换速率是否符合实际要求，再将假负载换成一套微机系统，再作转换试验(应在UPS处交流供电时才打开微机，千万不要在逆变状态开微机)。

至此，检修结束。

小结：检修和调整的步骤是先电池，再交流，最后是逆变。比较关键的是逆变。为了防止功率管在检查调试的过程中损坏，除了最后的几个步骤外，都应拨开直流熔丝。特别要防止在直流功率回路接通的情况下，测量一些“敏感”点，如U1的调制端①及输出端11和14等。

实例故障原因分析：从交流熔丝短路性熔断及S1触头的熔焊，可以断定，故障发生的起因是外部负载短路引起。可见，由于熔丝的熔断，输入电源被切断，此时UPS又立即转入逆变输出，短路下的逆变又造成功率管的损坏。又由于长时间报警或因损坏而长时间不用造成电池失电。至于交流工作参数的偏移和以上原因无关。值得一提的是，电路设有过流保护，为什么往往不能起到短路保护的作用呢?我们看实际电路U2—9接有C7(10)电容，其充电电阻R30为15K，从这里的延时作用可知，所谓的“过流”保护只能起到过载保护的作用。

三、常见故障现象部位

最常见故障部位如下：(1)逆变无输出——两只功率管均损坏。(2)逆变有输出，但逆变时产生较大的震颤噪音(负载较轻时，微机仍能工作，此时量输出电压只有180V-190V)一某只功率管损坏。(3)逆变失效，伴有蜂鸣器长鸣——电瓶电量不足或内阻高；外部负载过重或有短路。(4)交流供电正常(电压在180V与240V之间)，但常跳入逆变态——启动电压设定(VR4、VR5)失调，造成低起动值偏高或高起动值偏低；T1线圈内部有打火或局部短路；电源插头与插座接触不良。(5)交流供电正常，但一直处逆变态——交流保险丝(位于后

面板)断；供电取样变压器T1线圈断。

故障率较高的元件按故障率大小排列如下：功率管Q17、Q18损坏；参数(电位器)失调；交流保险丝断；电瓶老化；取样变压器T1初级断；继电器触头烧坏或熔焊；U8、U9性能变坏。

四、功率管损坏原因分析

后备式UPS功率管损坏据统计要占故障的80％以上，是什么原因造成的呢?不少人认为，主要来自过载和瞬态过压，但本文认为主要是短路。

前面已分析，过流保护只是过载保护，短路就成为UPS的最大威胁。短路通常来自设备损坏，插头插座的损坏；而更多的则是来自一种易被忽视的“准短路”现象所造成，例如：微机电源和显示器是容性负载，特别是显示器还有消磁回路，冷机开机瞬间电流将达10A以上，造成这种现象的情况可能有：(1)停电后有急事及其它有意或无意用UPS逆变电源开机。(2)电源线路内阻高(包括电器线路有接触不良等)，当微机开机时，由于起动瞬间的大电流，使电源电压下降到逆变低起动的电压值，UPS转入逆变，情况也就与停电开机相似。在开机时就容易造成类似上面的情况。为此，本人认为在操作和维护上应从以下方面加以防犯：告诫操作人员，严禁逆变状态开微机，维修人员也同样要注意这个问题；电源应尽量采用专线，降低内阻；机房应安装电压表，避免电压过低时(180V以下为限值)开机，电压经常不能满足时应增加调压器或稳压电源；电源插座应良好。从性能调试上应加以注意：过流保护整定值以1．2倍额定值更有利于保护功率管；低压起动值调低一点以160V更合适(输入160V，输出仍可大于190V)。

过载时，由于功率管有两倍的电流余量，又有过流保护电路的作用(只要设定合适)，故不会构成大的威胁。而过流设定是关键，特别是更换功率管后，一定要重新调整。本人认为按1．2倍额定值整定更可靠，一般的500VA UPS都是配用一套微机，实践也说明按1．2倍设定完全适用。

五、原文原理图错误的更正

(1)图1中电源L与开关之间少画交流熔断器F1。

(2)图2中Q17、Q18的发射极应相连后串直流熔断器F2入地，原图未画F2。

(3)图1中U202和D54连线与R23与U2—3连线相交而不应相连。

(4)图1中U2—13和D17等连线与D11和U2-10连线相交而不应相连。

(5)图1中R9不应接地而应接U1—1。

(6)图1中D5 6和R29实际不用；U101却另接有一电阻(10K)和一二极管串联至Q8的C极。

(7)图1中的Q1、Q2的基极实际与U202相连。