白泽

摘要：电气设备对电源的稳定性、可靠性以及智能性的要求越来越高。UPS即不间断电源，优点突出，对电气设备的稳定运行有积极意义。本文就UPS即不间断电源的使用、故障分析与维护展开分析。

关键词：UPS;电路;故障分析;使用维护

一、UPS供电模式

UPS即不间断电源，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电;当市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。市电供电正常时，市电一方面直接通过交流旁路支路转换开关，经滤波器输出至负载;另一方面通过电源变压器，经整流后变成直流电，再经充电回路向蓄电池组充电。当市电供电中断时，蓄电池储存的电能通过逆变器变成交流电，经滤波器继续向负载供电。

1、电网电压正常状态

市电通过整流器、输入转换器对蓄电池进行充电，另一部分市电再通过逆变器、滤波器稳压、吸收部分电网干扰直接给负载供电。此时，蓄电池处在充电状态，直到蓄电池充满而转入浮充状态。UPS相当于一台稳压器，仅对市电电压幅度波动有所改善。

2、电网电压异常状态

在UPS正常工作过程中，当主板检测到电网电压出现异常时（断电或电压非常不稳），主板将直接控制内部电路，使输出转换器直接从蓄电池中取得电能，继续向设备提供AC交流电，保证供电的持续性，在UPS输出端不会出现供电中断或异常变动的现象。但当电池中的电能耗尽，则UPS输出转换器将停止工作，此时UPS将不能继续向负载供电。只有当电网电压恢复且满足UPS要求时，输入转换器将继续向输出转换器供电，为负载提供电源，同时向电池充电。

二、故障分析处理

1、故障原因分析

1.1、UPS电源切换启动频繁的主要是由于市电电网存在干扰或者电压波动大;市电供电与逆变器供电的转换工作点调整不当等引起。

1.2、UPS电源工作在逆变器供电状态后不能切换到市电供电状态，这说明逆变器的工作回路是正常的，故障出在市电供电回路与控制切换线路主要是由：

（1）市电输入保险丝熔断或电路有无断路等;

（2）控制控制线路切换的电位器调整不当，导致转换电压偏高不能切换;

（3）主变压器次级反馈绕组开路，造成无交流反馈电压信号输入;

（4）交流稳压控制线路出现故障，造成在特定电压范围内UPS无输出。

1.3、UPS电源在市电异常后不能切换到逆变器对负载供电。这与上面故障类似，故障出在与逆变器供电有关的线路，其原因有以下几种：

（1）若逆变器工作指示灯处于长亮状态，并且UPS电源没有输出，则可能是蓄电池老化，电压接近终了电压;

（2）若逆变器的指示灯灭，而且没有向负载供电，可能是蓄电池的保险丝熔断，或是蓄电池组短路。短路后的蓄电池电压都很低，有时甚至为零。

1.4、逆变器的指示灯正常，但电源没有输出有可能是控制开关或电路板损坏及主电源变压器短路或层间击穿等照成。

1.5、UPS不间断电源处于逆变器供电时，后备工作时间达不到额定满负荷供电时间，

说明蓄电池工作效率降低，如果已经使用时间长应考虑更换电池，但也可能是操作失误照成电池效率下降，比如

（1）蓄电池深度放电时过度，使端电压接近于规定的终了电压;

（2）蓄电池在放电以后，充电时间不够或者市电电网电压不满足UPS的输入要求致使充电回路未能对蓄电池进行有效充电;

（3）由于缺少维护电池经常处于“浮充状态”使得内阻增大导致容量降低;

（4）蓄电池充电电路断开或者已经损坏，也有可能是充电电压调整不当导致。

2、UPS故障处理

2.1、拆机进行直观检查。可以对电池进行拆机利用五官法进行检查，用目测法检查蓄电池的外观有无漏液、变形、裂纹、污迹、极柱和连接条有无腐蚀及螺母是否松动等现象;闻机箱是否有特殊气味（如烧焦味等）;摸或用手背感觉各元件是否存在高温现象;在运行时听是否存在异音等。若无以上现象才进行开机检查，根据以上8种故障现象的故障分析结合电路图判断故障是逆变器部分故障还是市电供电部分故障。

2.2、若是市电供电电路故障，可以从输入级向后逐级检查，也可从后向前检查。检查路线按输入交流市电电压→自动稳压控制电路→抗干扰控制电路→继电器开关矩阵→转换控制电路→输出电路。

2.3、若是逆变供电电路故障，检查路线按蓄电池端电压→末级推挽驱动晶体管→蓄电池组30A保险丝自动保护电路→脉宽调制组件→断电器开关矩阵→输出电路。在逆变供电电路中以蓄电池出现故障的故障率最高。

三、UPS的使用与维护

1、环境温度在0～40℃之间，温度过高过低会使电路参数发生变化，对电池的影响也很大。电池在38℃条件下放置6个月，其能量损失90%。長期在高温条件下运行电池会过早损害，器件也容易老化。所以最好的使用条件是：温度25±2℃，湿度40%～50%。

2、从许多UPS的使用情况来看，因灰尘造成UPS故障的现象较多，特别是那些采用场效应管工作频率高、运行环境不好的UPS，如不经常进行维护，就很容易出现故障。

3、UPS对输入电压和频率有一定的适应范围，电压一般在±15%以内，频率在±2%以内，超过这一范围UPS可能出现报警或整流器停机的情况。所以有条件可在UPS前加一级调压器。

4、应注意电磁干扰对UPS的影响。UPS应远离大型变压器等设备，UPS与计算机相连的信号电缆应采用屏蔽电缆

5、应尽可能的避免短路、过载、超压等容易引起危害性的事件发生。

6、长期处于浮充状态下的电池应定期作一次完全充放电，一般每隔2～3个月进行一次，还要注意蓄电池不要过度放电，以免损害蓄电池。

四、UPS注意事项

用户在维护UPS和对UPS内部执行任何检修操作前，请务必仔细阅读你所选购的用户手册中所描述的各项安全操作事项。

五、结语

UPS以其较高的稳定性能和安全性能而获得广大客户的青睐，随着市场的发展，用户对其要求也不断提高，UPS在技术领域仍需进一步改善，这必将进一步推动其发展。