Apc 650 back ups схема – Back-UPS Pro 650

СХЕМА BACK UPS

   Источник бесперебойного питания, или как в простонародье его называют ЮПС (BACK UPS) — это по сути повышающий преобразователь и зарядное устройство в одном корпусе. Устройство очень полезное, особенно для владельцев ПК. Устройство может автономно питать компьютер, если по каким-то причинам внезапно выключили электричество. К сожалению, встроенный аккумулятор не позволяет питать компьютер в течении долгого времени, поскольку его емкость ограничена 7-ю амперами (в некоторых мощных моделях стоит АКБ до 15-20А). Перейдем к самому аккумулятору. 

BACK UPS - аккумулятор в схеме

   В источниках бесперебойного напряжения используется закрытый гелиевый или кислотный аккумулятор. Встроенный аккумулятор рассчитан обычно на емкость от 7 до 8 Ампер/час, напряжение — 12 вольт. Аккумулятор полностью герметичен, это позволяет использовать устройство в любом состоянии. Помимо аккумулятора, внутри можно разглядеть громадный трансформатор, в данном случае на 400-500 ватт. Трансформатор работает в двух режимах —

 1) как повышающий трансформатор для преобразователя напряжения.

 2) как понижающий сетевой трансформатор для зарядки встроенного аккумулятора. 

   При работе в обычном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением сети. Для подавления электромагнитных и помех во входных цепях используются фильтры. Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей. BACK UPS класса Off-line неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних. Мощность выпускаемых производителями Back-UPS находится в диапазоне 250-1200 ВА. Схема источника бесперебойного напряжения BACK UPS достаточно сложна. В архиве вы можете скачать большой сборник принципиальных схем, а ниже приведены несколько уменьшенных копий — клик для увеличения. 

BACK UPS - аккумулятор в схеме

BACK UPS - аккумулятор в схеме

BACK UPS - аккумулятор в схеме

BACK UPS - аккумулятор в схеме

BACK UPS - аккумулятор в схеме

   Тут можно встретить специальный контроллер, который отвечает за правильную работу устройства. Контроллер активирует реле, когда сетевое напряжение отсутствует и если бесперебойник включен, то он будет работать как преобразователь напряжения. Если напряжение в сети снова появляется, то контролер отключает преобразователь и устройство превращается в зарядное устройство. Емкость встроенного аккумулятора может хватать до 10 — 30 минут, если, разумеется, устройство питает компьютер. Подробнее почитать про работу и назначение узлов бесперебойника можно почитать в этой книге. 

Плата печатная схемы BACK UPS

   BACK UPS может быть использован в качестве резервного источника питания, вообще рекомендуется иметь каждому дому по бесперебойнику. Если бесперебойный ИП предназначен для бытовых потребностей, то желательно выпаять с платы сигнализатор, он напоминает, что устройство работает как преобразователь, напоминание писком он делает в каждые 5 секунд, а это надоедает. На выходе преобразователя чистые 210-240 вольт 50 герц, но что касается формы импульсов, там явно не чистый синус. BACK UPS может питать любую бытовую технику, в том числе и активную, разумеется, если мощность устройства позволит этого.

el-shema.ru

новые схемы UPS APC и модернизация

В инете легко найти схемы на старые "железные" UPS APC Back-UPS моделей 250\400\600 и некоторые Smart"ы.
На более свежие модели тима 650MI (тоже "железный", улучшенный 600-й типа) или "пластмассовые" 350\475\500\650\800 (индексы ES, CS, RS, EI и др.) уже хрен найдёшь.
Но и на этот раз нашлось спасение - рутрекер.

Сервисные руководства по источникам бесперебойного питания APC [2006, PDF/DOC, RUS/ENG]

наткнулся на раздучу год назад, скачал на всяк. случай, авось пригодится. Пригодилось.

Оказывается "Бэки" выдают не 220 и не 230 вольт, а порядка 240-250 вольт на активную нагрузку (лампочку). Это не страшно. Если мерить тестором - 196 вольт (т.к. не синус). Дерьмо заключается в том, что в ёмкостную они загоняют все 270-280 !!! Я питал от юпсов что угодно, ничего ещё не сгорело. Но согласитесь, питать hi-fi усилок или av-ресивер (не с импульсным бп) такой напругой не есть гуд. Для усилка всёж надо напряжение поубавить (до 240) или использовать с более высокоомными колонками (иначе если врубешь "на всю", перегреется выход). Смех смехом, а усилок обретёт "недокументированный" прирост мощности.

В "железных" есть регулировка напряжения (потенциометр VR3), в пластмассовых уменьшение напруги - за счёт уменьшения сопротивления в цепи ОС. Но не всё так просто. Если уменьшить напряжение на 10% юпс понимает что где-то косяк и вырубается. Чем больше нагрузка и меньше напряжение питания (11-12в), тем ему легче, это понятно. При напряжении АКБ 14 и отсутствии нагрузки инвертор до предела уменьшает скважность, но это не спасает, на х.х. работать никак. Ещё можно программу контроллера переписать, тогда юпс чё захочешь будет выдавать!

Следующее извращение - хочу объединить впараллель 2 или больше ИБП (чтоб из 12 делать много 220, а не из 24 или 48). В простейшем случае, наверно, лучше от ШИМ-контроллера одного юпса раскачать оба транса. А вот если объединять 3, 4 и более ИБП нужно будет просто синхронизировать их ШИМ"ы (выв. 6 IC6 3524). Сейчас курю схемы по этому поводу. Ну и надеюсь трансформаторы индусы намотали с одинаковым количеством витков .

Кто чё думает?

P.S.
Интересно, но все, кроме BF350\500 ("длинный удлинитель"), эйписишные бэки выполнен на низкочастотном трансформаторе (заниженной мощности, что в бэках, что в смартах, поэтому последние неоправданно греются). Типа чем проще - тем надёжней, хотя бесперебойники в широком смысле простотой схемотехники не отличаются...

Единственый в семействе "длинный удлинитель", у которого двойное преобразование 12VDC -> 300\350VAC (десятки кГц) -> 300\350VDC -> 230VAC 50\60Гц.
BF350\500 - самая голимая (ненадёжная, рано или поздно дохнет, причём фиерией) модель. Но не из-за принципа работы. А из-за недочётов в расчёте. Дохнет не инвертор (ключевая часть устройства), а БП заряда АКБ.

Этой бедой страдает и Back-UPS CS (модернизированный "пластмассовый"), выполненный аналогично старому Back-Pro - то бишь со стабилизатором напряжения. Если не ошибаюсь это называется Line-Interactive. Внешних отличий, кроме индекса, от простого Off-Line "пластмассового" CS или RS нет. В Line-Interactive стоит автотрансформатор, отличие - 3 или 4 HV вывода вместо 2-х. Это обусловлено отводом от основной обмотки (древнющие Смарты) или наличием компенсационной обмотки (все современные). Переключение обмоток позволяет изменять напряжение на нагрузке (ступенчато стабилизировать). В старинных бэках тоже 3 вывода, но это для коррекции выхода.

Ещё небольшой на%бок APC приподнесла в виде Smart-UPS 620. Схематически и конструктивно (кроме цвета и формы морды) и по параметрам - это Back-Pro 650, по цене - Smart-UPS 700, но без желанного многими "синуса" на выходе.

caves.ru

Конструкция и ремонт ИБП фирмы APC.

Подробности
Категория: Источники питания

     Удивляет полное отсутствие информации о таких распространенных приборах, как источники бесперебойного питания. Мы прорываем информационную блокаду и приступаем к публикации материалов по их устройству и ремонту. Из статьи Вы получите общее представление о существующих типах бесперебойников и более подробное, на уровне принципиальной схемы, – о наиболее распространенных моделях Smart-UPS.
   Надежность работы компьютеров во многом определяется качеством электрической сети. Последствиями таких перебоев электропитания, как скачки, подъемы, спады и потеря напряжения, могут оказаться блокировка клавиатуры, потеря данных, повреждение системной платы и пр. Для защиты дорогостоящих компьютеров от неприятностей, связанных с силовой сетью, используют источники бесперебойного питания (ИБП). ИБП позволяет избавиться от проблем, связанных с плохим качеством электропитания или его временным отсутствием, но не является долговременным альтернативным источником электропитания, как генератор.

   ИБП делятся на три основных класса: Off-line (или stand-by), Line-interactive и On-line. Эти устройства имеют различные конструкции и характеристики.  Блок-схема ИБП класса Off-line приведена на рис. 1.  При работе в нормальном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением электросети. Для подавления электромагнитных и радиочастотных помех во входных цепях используются фильтры EMI/RFI Noise на металло-оксидных варисторах. Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей.
   Форма его выходного напряжения – прямоугольные импульсы положительной и отрицательной полярности с амплитудой 300 В и частотой 50 Гц. ИБП класса Off-line неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних. Мощность выпускаемых фирмой APC ИБП класса Оff-line модели Back-UPS находится в диапазоне 250…1250 ВА, а модели Back-UPS Pro – в диапазоне 280…1400 ВА.  Блок-схема ИБП класса Line-interactive приведена на рис. 2. Так же, как и ИБП класса Off-line, они ретранслируют переменное напряжение электросети в нагрузку, поглощая при этом относительно небольшие всплески напряжения и сглаживая помехи.
   Входные цепи используют фильтр EMI/RFI Noise на металло-оксидных варисторах для подавления электромагнитных и радиочастотных помех. Если в электросети произошла авария, то ИБП синхронно, без потери фазы колебания, включает инвертор для питания нагрузки от батарей, при этом синусоидальная форма выходного напряжения достигается фильтрацией ШИМ-колебания. Схема использует специальный инвертор для подзарядки батареи, который работает и во время скачков сетевого напряжения. Диапазон работы без подключения батареи расширен за счет использования во входных цепях ИБП автотрансформатора с переключаемой обмоткой. Переход на питание от батареи происходит, когда напряжение электросети выходит за границы диапазона.
   Мощность выпускаемых фирмой APC ИБП класса Line-interactive модели Smart-UPS  составляет 250…5000 ВА.

Рис. 1. Блок-схема ИБП класса Off-line

Рис. 2. Блок-схема ИБП класса Line-interactive

Рис. 3. Блок-схема ИБП класса On-line

   Блок-схема ИБП класса On-line приведена на рис. 3. Эти ИБП преобразуют переменное входное напряжение в постоянное, которое затем с помощью ШИМ-инвертора преобразуется снова в переменное со стабильными параметрами. Поскольку нагрузку всегда питает инвертор, то нет необходимости в переключении с внешней сети на инвертор, и время переключения равно нулю. За счет инерционного звена постоянного тока, каким является батарея, происходит изоляция нагрузки от аномалий сети и формируется очень стабильное выходное напряжение. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП продолжает питать нагрузку чистым синусоидальным напряжением с отклонением не более ±5% от устанавливаемого пользователем номинального значения. ИБП класса On-line фирмы АРС имеют следующие выходные мощности: модели Matrix UPS – 3000 и 5000 ВА, модели Symmetra Power Array – 8000, 12 000 и 16 000 ВА. Модели Back-UPS не используют микропроцессор, а в моделях Back-UPS Pro, Smart-UPS, Smart/VS, Matrix и Symmetria микропроцессор используется.
   Наибольшее распространение получили устройства: Back-UPS, Back-UPS pro, Smart-UPS, Smart-UPS/VS

.
  Такие устройства, как Matrix и Symmetria, используются в основном для банковских систем.
   В этой статье рассмотрим конструкцию и схему моделей Smart-UPS 450VA…700VA, применяемых для питания персональных компьютеров (ПК) и серверов.
   ИБП Smart-UPS 450VA…700VA и Smart-UPS 1000VA…1400VA имеют одинаковую электрическую схему и отличаются емкостью батарей, количеством выходных транзисторов в инверторе, мощностью силового трансформатора и габаритами. Рассмотрим параметры, характеризующие качество электроэнергии, а также терминологию и обозначения. Проблемы с электропитанием могут выражаться в виде:
• полного  отсутствия  входного  напряжения –blackout;
• временного отсутствия или сильного падения напряжения, вызванного включением в сеть мощной нагрузки (электромотора, лифта и т.п.) – sag или brownout;
• мгновенного и очень мощного повышения напряжения, как при ударе молнии – spike;


Рис. 4. Структурная схема моделей Smart-UPS и Smart-UPS/VS
• периодического повышения напряжения, длящегося доли секунды, вызванного, как правило, изменениями нагрузки в сети – surge.
   В Росси провалы, пропадания и скачки напряжения как вверх, так и вниз составляют приблизительно 95% отклонений от нормы, остальное – шумы, импульсные помехи (иголки), высокочастотные выбросы.
   В качестве единиц измерения мощности используются Вольт-Амперы (ВА, VA) и Ватты (Вт, W). Они отличаются коэффициентом мощности PF (Power Factor):
W = VA х PF.
   Коэффициент мощности для компьютерной техники равен 0,6...0,7. Число в обозначении моделей ИБП фирмы АРС означает максимальную мощность в ВА.
   Например, модель Smart-UPS 600VA имеет мощность 400 Вт, а модель 900VA – 630 Вт.
   Структурная схема моделей Smart-UPS и Smart UPS/VS показана на рис. 4. Сетевое напряжение поступает на входной фильтр ЕМ/RFI, служащий для подавления помех электросети. При номинальном напряжении электросети включены реле RY5, RY4, RY3 (контакты 1, 3), RY2 (контакты 1, 3), RY1, и входное на пряжение проходит в нагрузку. Реле RY3 и RY2 используются для режима подстройки выходного напряжения BOOST/TRIM. К примеру, если напряжение сети увеличилось и вышло за допустимый предел, реле RY3 и RY2 подключают дополнительную обмотку W1 последовательно с основной W2. Образуется автотрансформатор с коэффициентом трансформации
K = W2 / (W2 + W1)
меньше единицы, и выходное напряжение падает. В случае уменьшения сетевого напряжения дополнительная обмотка W1 реверсируется контактами реле RY3 и RY2. Коэффициент трансформации
K = W2 / (W2 - W1)
становится больше единицы, и выходное напряжение повышается. Диапазон регулировки составляет ±12%, величина гистерезиса выбирается программой Power Chute. При пропадании напряжения на входе выключаются реле RY2…RY5, включается мощный ШИМ-инвертор, питающийся от батареи, и в нагрузку поступает синусоидальное напряжение 230 В, 50 Гц.
   Многозвенный фильтр подавления помех электросети состоит из варисторов МV1, МV3, МV4, дросселя L1, конденсаторов С14…С16 (рис. 5). Трансформатор СТ1 анализирует высокочастотные составляющие напряжения сети. Трансформатор СТ2 является датчиком тока нагрузки. Сигналы с этих датчиков, а также датчика температуры RTh2 поступают на аналого-цифровой преобразователь IC10 (ADC0838) (рис. 6).
 Трансформатор Т1 является датчиком входного напряжения. Команда на включение устройства (АС–ОК) подается c двухуровневого компаратора IC7 на базу Q6. Трансформатор Т2 – датчик выходного напряжения для режима Smart TRIM/BOOST. С выводов 23 и 24 процессора IC12 (рис. 6) сигналы BOOST и TRIM подаются на базы транзисторов Q43 и Q49 для переключения реле RY3 и RY2 соответственно.
   Сигнал синхронизации по фазе (PHAS-REF) с вывода 5 трансформатора T1 поступает на базу транзистора Q41 и с его коллектора на вывод 14 процессора IC12 (рис. 6).
   В модели Smart-UPS используется микропроцессор IC12 (S87C654), который:
• контролирует наличие напряжения в электросети. Если оно пропадает, то микропроцессор подключает мощный инвертор, работающий от батареи;
• включает звуковой сигнал для уведомления пользователя о проблемах с электропитанием;
• обеспечивает безопасное автоматическое закрытие операционной системы (Netware, Windows NT, OS/2, Scounix и Unix Ware, Windows 95/98), сохраняя данные через двунаправленный коммутационный порт при наличии установленной программы Power Chute plus;
• автоматически корректирует падения (режим Smart Boost) и превышения (режим Smart Trim) напряжения электросети, доводя выходное напряжение до безопасного уровня без перехода на работу от батареи;


Рис. 5. Входные цепи


Рис. 6. Включение процессора


Рис. 7. Выходной инвертор

Краткое описание дефекта  Возможная причина Способ отыскания и устранения неисправности

ИБП не включается

 Не подключены батареи Подключить батареи
Плохая или неисправная батарея, мала ее емкость Заменить батарею. Емкость заряженной батареи можно проверить лампой дальнего света от автомобиля (12 В, 150 Вт)
Пробиты мощные полевые транзисторы инвертора В этом случае на выводах батареи, подключенной к плате ИБП, нет напряжения. Проверить омметром и заменить транзисторы. Проверить резисторы в цепях их затворов.
Заменить IC16
Обрыв гибкого кабеля, соединяющего дисплей Эта неисправность может быть вызвана замыканием выводов гибкого кабеля на шасси ИБП. Заменить гибкий кабель, соединяющий дисплей с основной платой ИБП.Проверить исправность предохранителя F3 и транзистора Q5
Продавлена кнопка включения Заменить кнопку SW2
 ИБП включается только от батареи  Сгорел предохранитель F3  Заменить F3. Проверить исправность транзисторов Q5 и Q6
 ИБП не стартует. Светится
индикатор замены батареи
 Если батарея исправна, то ИБП неверно отрабатывает программу  Сделать калибровку напряжения батареи при помощи фирменной программы от APC
 ИБП не включается в линию  Оторван сетевой кабель или нарушен контакт  Соединить сетевой кабель. Проверить омметром
исправность пробки-автомата. Проверить соединение
шнура «горячий-нейтраль»
 Холодная пайка элементов платы  Проверить исправность и качество паек элементов L1, L2 и особенно Т1
 Неисправны варисторы  Проверить или заменить варисторы MV1…MV4
 При включении ИБП происходит сброс нагрузки  Неисправен датчик напряжения Т1  Заменить Т1. Проверить исправность элементов:D18 ... D20, C63, C10
 Мигают индикаторы дисплея  Уменьшилась емкость конденсатора С17  Заменить конденсатор С17
 Вероятна утечка конденсаторов  Заменить С44 или С52
 Неисправны контакты реле или элементы платы  Заменить реле. Заменить IС3 и D20. Диод D20 лучше заменить на 1N4937
 Перегрузка ИБП  Мощность подключенного оборудования превышает номинальную  Уменьшить нагрузку
 Неисправен трансформатор Т2   Заменить Т2
 Неисправен датчик тока СТ1  Заменить СТ1. Сопротивление более 4 Ом указывает на неисправность датчика тока.
 Неисправна IС15  Заменить IС15. Проверить напряжение –8 В и 5 B. Проверить и при необходимости заменить: IС12, IС8, IС17, IС14 и мощные полевые транзисторы инвертора. Проверить обмотки силового трансформатора
 Не заряжается батарея Неверно работает программа ИБП  Откалибровать напряжение батареи фирменной программой от АРС. Проверить константы 4, 5, 6, 0. Константа 0 критична для каждой модели ИБП. Проверку константы делать после замены батареи.
Вышла из строя схема заряда батареи Заменить IС14. Проверить напряжение 8 В на выв. 9 IС14, если его нет, то заменить С88 или IС17
Неисправна батарея Заменить батарею. Емкость заряженной батареи можно проверить лампой дальнего света от автомобиля (12 В, 150 Вт)
Неисправен микропроцессор IС12 Заменить IС12
При включении ИБП не стартует, слышен щелчок Неисправна схема сброса Проверить и заменить неисправные элементы: IC11, IC15, Q51...Q53, R115, C77
Дефект индикаторов Неисправна схема индикации Проверить и заменить неисправные Q57…Q60 на плате
 ИБП не работает в режиме On-line  Дефект элементов платы  Заменить Q56. Проверить исправность элементов: Q55, Q54, IС12. Неисправна IС13, или ее придется перепрограммировать. Программу можно взять с исправного ИБП
 При переходе на работу от батареи ИБП выключается и включается самопроизвольно Пробит транзистор Q3  Заменить транзистор Q3

Таблица 3. Типовые неисправности ИБП Smart-Ups 450VA…700VA

• контролирует заряд батареи, тестирует ее реальной нагрузкой и защищает ее от перезаряда, обеспечивая непрерывную зарядку;
• обеспечивает режим замены батарей без отключения питания;
• проводит самотестирование (каждые две недели или по нажатию кнопки Power) и выдает предупреждение о необходимости замены батареи;
• индицирует уровень подзарядки батареи, напряжения в сети, нагрузки ИБП (количество подключенного к ИБП оборудования), режим питания от батареи и необходимость ее замены.
   В микросхеме памяти EEPROM IC13 хранятся заводские установки, а также калиброванные установки уровней сигналов частоты, выходного напряжения, границ перехода, напряжения зарядки батареи.
   Цифро-аналоговый  преобразователь  IC15 (DAC-08CN) формирует на выводе 2 эталонный синусоидальный сигнал, который используется как опорный для IC17 (APC2010).
   ШИМ-сигнал формируется IC14 (APC2020) совместно с IC17. Мощные полевые транзисторы Q9…Q14, Q19…Q24 образуют мостовой инвертор.
   Во время положительной полуволны ШИМ-сигнала открыты Q12…Q14 и Q22…Q24, а Q19…Q21 и Q9…Q11 закрыты. Во время отрицательной полуволны открыты Q19…Q21 и Q9…Q11, а Q12…Q14 и Q22…Q24 закрыты. Транзисторы Q27…Q30, Q32, Q33, Q35, Q36 образуют двухтактные драйверы, формирующие сигналы управления мощными полевыми транзисторами, имеющими большую входную емкость. Нагрузкой инвертора является обмотка трансформатора, она подключается проводами W5 (желтый) и W6 (черный). На вторичной обмотке трансформатора формируется синусоидальное напряжение 230 В, 50 Гц для питания подключенного оборудования.
   Работа инвертора в «обратном» режиме используется для зарядки батареи пульсирующим током во время нормальной работы ИБП.
   ИБП имеет встроенный слот SNMP, который позволяет подключать дополнительные платы для расширения возможностей ИБП:
• адаптер Power Net SNMP, поддерживающий прямое соединение с сервером на случай аварийного закрытия системы;
• расширитель интерфейса ИБП, обеспечивающий управление до трех серверов;
• устройство  дистанционного  управления Call-UPS, обеспечивающее удаленный доступ через модем.
   В ИБП имеется несколько напряжений, необходимых для нормальной работы устройства: 24 В, 12 В, 5 В и -8 В. Для их проверки можно воспользоваться табл. 2. Измерять сопротивление с выводов микросхем на общий провод следует при выключенном ИБП и разряженном конденсаторе С22. Типовые неисправности ИБП Smart-Ups 450VA…700VA и способы их устранения приведены в табл. 3.

Добавить комментарий

radiofanatic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о