時(shí)鵬

摘 要：文章從UPS概念入手，詳細(xì)分析了其原理以及常見故障的處理方法。通過文章的分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供指導(dǎo)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：UPS；原理；故障分析

1 UPS原理

1.1 UPS概念

UPS即不間斷電源，是英語“Uninterruptible Power Supply”的縮寫，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者其他電力設(shè)備在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間，防止突然斷電而影響正常工作。UPS的另一個(gè)重要作用是消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或電力設(shè)備提供高質(zhì)量的穩(wěn)定電源。

1.2 UPS的基本原理

從基本應(yīng)用原理上講，UPS是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。它主要由整流器、逆變器和靜態(tài)開關(guān)、蓄電池等幾部分組成。UPS的發(fā)展經(jīng)歷了初期的旋轉(zhuǎn)型、60年代可控硅靜止型、80年代巨型功率晶體管（UR）靜止型，到了90年代絕緣柵雙極晶體管（IGBT）制成的UPS，其技術(shù)性能在不斷提高，在當(dāng)今各類電源系統(tǒng)中的地位和重要性也在逐步提高，應(yīng)用已經(jīng)具有普遍性。圖1為系統(tǒng)框圖及其模塊組成圖。

UPS在市電供電時(shí)，系統(tǒng)輸出無干擾工頻交流電。當(dāng)市電掉電時(shí)，UPS系統(tǒng)由蓄電池通過逆變供電，輸出工頻交流電。UPS除了由整流模塊、逆變器、蓄電池、靜態(tài)開關(guān)等部件外，還有間接向負(fù)載提供市電（備用電源）的旁路裝置。

1.3 UPS分類

以現(xiàn)有的技術(shù)水平，常見的UPS電源有如下幾類。

后備式UPS，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、噪聲低，但絕大部分時(shí)間，負(fù)載得到的是稍加穩(wěn)壓處理過的“低質(zhì)量”正弦波電源。

在線互動(dòng)式UPS，特點(diǎn)是市電供電正常時(shí)，負(fù)載得到的是一路穩(wěn)壓精度很差的市電電源；市電不正常時(shí)，逆變器/充電器模塊將從原來的充電工作方式轉(zhuǎn)入逆變工作方式。這時(shí)由蓄電池提供直流能量，經(jīng)逆變、正弦波脈寬調(diào)制向負(fù)載送出穩(wěn)定的正弦波交變電源。

三端式UPS，特點(diǎn)是雙磁分路結(jié)構(gòu)，每個(gè)初級(jí)繞組和次級(jí)繞組都有一個(gè)磁分路，并接電容可與每一個(gè)磁路組成LC諧振回路，當(dāng)達(dá)到諧振點(diǎn)時(shí)，構(gòu)成飽和電感，使次級(jí)工作于飽和區(qū)，若初級(jí)輸入電壓變化時(shí)，次級(jí)輸出電壓恒定不變，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。

雙變換在線式UPS，特點(diǎn)是克服了市電質(zhì)量差對(duì)其性能的影響，市電中斷時(shí)，負(fù)載不會(huì)發(fā)生電源瞬時(shí)中斷。

Delta變換型UPS，特點(diǎn)是成功地將串聯(lián)交流穩(wěn)壓控制技術(shù)與脈寬調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，共有四條供電通道向用戶的負(fù)載供電。

2 UPS常見故障分析

2.1 UPS常見故障和處理方法

UPS一般性能比較穩(wěn)定，故障率較低。但是在長期使用時(shí)，我們?nèi)詴?huì)遇到一些故障，下面就一些常見的問題，我們分析其故障原因，總結(jié)出一些常用的處理方法。

市電開關(guān)置于“ON”，面板無顯示，系統(tǒng)不自檢。原因可能為：輸入電壓未接入或缺U相；輸入電壓過低；輸入零線故障。處理方法：用電壓表檢查UPS輸入電壓是否符合規(guī)格要求。

UPS未報(bào)故障，但輸出無電壓。原因可能為旁路開關(guān)未閉合。處理方法：閉合旁路開關(guān)。

開機(jī)鍵按下后，UPS不能啟動(dòng)。原因可能為：按開機(jī)鍵時(shí)間太短；負(fù)載過載；告警繼電器接口短路，線接觸不良。處理方法：持續(xù)按開機(jī)鍵1秒鐘以上；去掉所有負(fù)載，重新開機(jī)。

市電指示燈閃爍。原因可能為：市電電壓超過UPS輸入范圍或缺相。處理方法：UPS正工作于電池模式，請(qǐng)注意電池后備時(shí)間。

蜂鳴器發(fā)出每0.5秒一聲的告警，LCD顯示“輸出過載”。可能原因?yàn)樨?fù)載過載。處理方法：卸除部分負(fù)載。

故障指示燈亮，LCD顯示“電池故障”。可能原因：外接電池開關(guān)未合或?qū)Ь€連接不良；電池接反；電池?fù)p壞。處理方法：檢查外接電池的開關(guān)是否合上，導(dǎo)線連接是否妥當(dāng)；檢查電池的連接極性；與經(jīng)銷商聯(lián)系更換電池。

LCD“充電器故障”?？赡茉颍撼潆娖鞴收稀Ｌ幚矸椒ǎ号c經(jīng)銷商聯(lián)系更換/維修充電器。

電池放電時(shí)間低于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間?？赡茉颍弘姵貨]有充飽；電池容量已耗損。處理方法：市電正常時(shí)給電池充電24小時(shí)以上，重新測試放電時(shí)間；需更換電池請(qǐng)聯(lián)系經(jīng)銷商。

蜂鳴器長鳴，故障指示燈亮，LCD顯示“機(jī)內(nèi)過熱”。可能原因：機(jī)內(nèi)過熱。處理方法：檢查有無風(fēng)從機(jī)內(nèi)吹出；移開阻礙風(fēng)道的雜物，或增大與墻壁之間的距離；等待10分鐘讓UPS冷卻，然后重新啟動(dòng)。[1]

2.2 UPS的報(bào)警狀態(tài)

UPS出現(xiàn)以下故障時(shí)，會(huì)報(bào)警發(fā)出警告。

主輸入電壓超限或消失。正常狀態(tài)下，主輸入電壓應(yīng)為176V～264V之間。輸入電壓超越此范圍UPS將報(bào)警，并且整流器將不再工作，電池投入運(yùn)行，UPS仍處于逆變狀態(tài)。電池耗到閾值電壓時(shí)UPS停止逆變，將轉(zhuǎn)到旁路輸出狀態(tài)。

旁路電壓超限或消失。正常狀態(tài)下，旁路電壓應(yīng)在184V～253V之間，超出此范圍UPS將報(bào)警，并不再跟蹤旁路，同時(shí)，逆變出現(xiàn)問題時(shí)也不再往旁路轉(zhuǎn)換。

散熱器或變壓器過溫。超溫時(shí)，逆變器停止工作，UPS轉(zhuǎn)旁路輸出。

電池電壓低（每200小時(shí)自檢一次）。電池自檢不通過時(shí)，BETTERY紅燈亮，并報(bào)警。但只要電池不低于閾值電壓，當(dāng)交流電消失時(shí)，電池仍然工作，UPS仍然處于逆變狀態(tài)。

直流電壓故障。如整流器有故障，整流后的電壓超出閾值。

輸出過載。輸出達(dá)到額定電流+1A-1.2額定電流時(shí)，UPS堅(jiān)持10分鐘后停止逆變，轉(zhuǎn)旁路運(yùn)行。當(dāng)超載解除時(shí)，UPS自動(dòng)轉(zhuǎn)回逆變輸出。當(dāng)輸出達(dá)到1.2額定負(fù)載+1A-1.5額定負(fù)載時(shí)，UPS堅(jiān)持1分鐘后停止逆變，轉(zhuǎn)旁路運(yùn)行。當(dāng)超載解除時(shí)，UPS自動(dòng)轉(zhuǎn)回逆變輸出。

電池在向負(fù)載供電。

2.3 UPS在使用中應(yīng)注意的幾點(diǎn)

不要在逆變輸出時(shí)閉合維修旁路開關(guān)。

不要在整流器未將直流電壓升到額定值時(shí)閉合直流開關(guān)（電池開關(guān)）。

有些機(jī)型有旁路總輸入開關(guān)，在正常工作狀態(tài)與維修旁路之間切換時(shí)，應(yīng)將該開關(guān)始終保持閉合狀態(tài)，否則系統(tǒng)會(huì)失電。

UPS在旁路輸出狀態(tài)時(shí)，不能對(duì)旁路的各個(gè)部分進(jìn)行操作，否則系統(tǒng)會(huì)失電。即對(duì)旁路各個(gè)部分的操作一定要在UPS在逆變輸出狀態(tài)下。

3 結(jié)束語

隨著UPS應(yīng)用的日益普遍，作為維護(hù)技術(shù)人員很有必要了解UPS的原理和常見的故障處理方法，這樣既能更好的維護(hù)設(shè)備，降低故障率，又提高了應(yīng)對(duì)突發(fā)故障的能力，更好的保障UPS供電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李宏武.UPS故障分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2012（7）.