APC BE500ICH/BE525ICH UPS 电源的电路原理与故障检修

2017-03-16 67 0

APC 公司近年推出的 BE500ICH/BE525ICH UPS 电源,电路板为双面板、元件采用贴片元件,主控电路由单片机组成,逆变变压器为小型铁氧体开关变压器。该机出售时不配原理图,本文参照实物测绘其电路图(见图 1)供维修参考。

APC BE500ICH/BE525ICH UPS 电源的电路原理与故障检修

图 1 UPS 电源原理图

该机由单片机 IC1(PIC16C72A-20/SP)、PWM 集成块 IC2(SG3525A)、IC4(UC3843N)、比较器 IC3(LM324)、光电耦合器 U3、U5、U6(AGR001)、开关管 Q6~Q9(IRF740)等组成,电原理框图如图 2 所示。

APC BE500ICH/BE525ICH UPS 电源的电路原理与故障检修

图 2 电原理框图

一、工作原理简述

1. 工作电源形成电路。该机的所有集成块的供电均由蓄电池(12 V)提供:Q10、C14、R77、R41、R84、R86、D22、Q11、D19、Q12、R85、R87、D17 等组成工作电源形成电路。按下电源微动开关 SW1,蓄电池开始供电,Q10 得电工作后从其集电极输出 12 V 电压——一路供 IC2、IC3、IC4 等使用,另一路经 IC5(LE50)稳压后产生 5 V 电压供单片机 IC1 使用。另外,D17 还有欠压保护功能:当电池电压低于临界电压时 D17 不能击穿导通、Q10 截止不工作,也即 UPS 不工作。IC1 外标签为 PD253-0010 REV1E,其标签下的型号为 PIC16C72A-20/SP 0145GSP。

2. 蓄电池充电电路。该机的蓄电池充电电路不同于以往 UPS 由 LM317 提供的方案,而是由 IC4、Q1(K2608)、T2 等元件组成的开关电源提供;开关电源工作与否及充电电压的大小,受 IC1 的 23、16 脚及 Q62、Q61、D56、IC6(LM431)、IC3(C 比较器)等控制。

3. 逆变驱动电路。此电路由 IC2、Q2、Q5、T1 等组成,其作用是将蓄电池 12 V 电源通过 PWM、开关变压器 T1 升压到高频率 220 V 电源。高频率 220 V 电源电压的高低由取样电路 R10、R11、R12、R64、R56 及 IC2 的 1、9 脚等控制;IC2 工作与否由 IC1 的 26 脚通过 IC2 的 10 脚进行控制。IC2 的振荡频率为 f = 1/[C28(0.7R59 + 3R42)],实测频率为 64 kHz 左右。

4. 开关变换电路。此电路由 Q6~Q9 等组成:它首先通过 T1 的 D13~D16(MUR460)、C70(104K/400V)整流滤波后,将高频率 220 V 电压变成大约 300 V 直流电压,然后再将此电压调制成 220 V/50 Hz 的交流电压。Q6~Q9 等各管所需的 PWM 脉冲信号均由 IC1 的 12、13 脚提供;220 V 输出电压的大小及过载保护,通过取样电阻 R1(0.1 Ω/3 W)进入 IC3 脚,由 IC1 进行控制。

5. 市电检测电路。此电路由 U3、IC3(A、B 比较器)等组成,作用是将市电电压的有无、高低等信息送给 IC1,由 IC1 再作进一步处理。

6. 市电、逆变转换电路。此电路由继电器 RY1、Q19、IC1 的 23 脚等组成,由 IC1 根据市电供给情况进行市电供电/逆变供电转换:当市电电压低于 180 V 或大于 260 V 时,UPS 工作在逆变状态,此时继电器 RY1 是不工作的。

7. 报警鸣叫电路。此电路由 IC3(D 比较器)、Q51、Q52、Q50、IC1 的 18 脚等组成:IC3(D 比较器)与外围元件组成方波振荡器,其方波信号通过 Q51、Q52、Q50 使蜂鸣器鸣叫;蜂鸣器是否鸣叫及其鸣叫方式由 IC1 脚控制。

二、故障检修

该机的修理、拆卸十分方便。通常情况下,超大功率的场效应管 Q2、Q5(IRF3205)均被击穿,且其 D 极处的铜箔也被烧断;大功率的场效应管 Q6~Q9(IRF740)中一般只有一个被击穿,具体是哪一个不定。除此之外,还没有发现其他元件损坏的。IRF3205 参数为 55 V/110 A/200 W;IRF740 参数为 400 V/10 A/125 W。

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