伊頓UPS電源報(bào)價(jià)
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伊頓在中國營運(yùn)的控股公司是伊頓（中國）投資有限公司，是由中國商務(wù)部批準(zhǔn)于1997年11月成立的伊頓在華分支機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)伊頓在中國的所有投資項(xiàng)目的發(fā)展和協(xié)調(diào)，管理伊頓各類獨(dú)資、合資及其他合作方式的企業(yè)。伊頓中國自成立以來，一直在這個(gè)充滿活力的市場保持良好的發(fā)展趨勢，并不斷尋求進(jìn)一步發(fā)展。 今天，伊頓公司通過旗下所有業(yè)務(wù)集團(tuán)都已在中國制造產(chǎn)品，包括：不間斷電源系統(tǒng)、中壓開關(guān)面板、開關(guān)設(shè)備、以及電源系統(tǒng)等。伊頓目前在中國擁有27個(gè)生產(chǎn)基地、約10，000名員工。伊頓還在中國設(shè)立研發(fā)中心，并與多所大學(xué)開展了研發(fā)合作項(xiàng)目。 通過提供創(chuàng)造性的工業(yè)技術(shù)、高質(zhì)量的產(chǎn)品和良好的客戶合作關(guān)系，伊頓在不斷發(fā)展的中國市場上會(huì)繼續(xù)尋求更多機(jī)會(huì)來拓展其五大主要業(yè)務(wù)。伊頓一直致力于建立新工廠和發(fā)展業(yè)務(wù)伙伴，來支持和滿足其中國和全球客戶日益增加的產(chǎn)品和服務(wù)需求。
一.開關(guān)電源的工作原理
開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓。開關(guān)元件以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開，在開關(guān)無件接通時(shí)輸入電源Vi通過開關(guān)S和濾波電路向負(fù)載RL提供能量，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路中的儲(chǔ)能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負(fù)載RL釋放在開關(guān)接通時(shí)所儲(chǔ)存的能量，使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量。
開關(guān)電源原理圖
VO=TON/T*ViVO 為負(fù)載兩端的電壓平均值TON 為開關(guān)每次接通的時(shí)間T 為開關(guān)通斷的工作周期由式可知，改變開關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比例，VO間電壓平均值也隨之改變，因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化自動(dòng)調(diào)整TON和T的比例便使輸出電壓VO維持不變。改變接通時(shí)間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時(shí)間比率控制”(TimeRationControl,縮寫為TRC)。按TRC控制原理，有三種方式：
1. 脈沖寬度調(diào)制(PulseWithModulation,縮寫為PWM)開關(guān)周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
2. 脈沖頻率調(diào)制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過改變開關(guān)工作頻率來改變占空比的方式。
3. 混合調(diào)制導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。
二.開關(guān)電源的維修技巧和常見故障
1.維修技巧
開關(guān)電源的維修可分為兩步進(jìn)行：斷電情況下，“看、聞、問、量” 看：打開電源的外殼，檢查保險(xiǎn)絲是否熔斷，再觀察電源的內(nèi)部情況，如果發(fā)現(xiàn)電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂，則應(yīng)重點(diǎn)檢查此處元件及相關(guān)電路元件。
聞：聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件。
問：問一下電源損壞的經(jīng)過，是否對(duì)電源進(jìn)行違規(guī)操作。
量：沒通電前，用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關(guān)電源不起振或開關(guān)管開路引起的故障，則大多數(shù)情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼，此電壓有300多伏，需小心。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，電阻值不應(yīng)過低，否則電源內(nèi)部可能存在短路。電容器應(yīng)能充放電。脫開負(fù)載，分別測量各組輸出端的對(duì)地電阻，正常時(shí)，表針應(yīng)有電容器充放電擺動(dòng)，后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值。加電檢測通電后觀察電源是否有燒保險(xiǎn)及個(gè)別元件冒煙等現(xiàn)象，若有要及時(shí)切斷供電進(jìn)行檢修。/版權(quán)所有)測量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出，若無應(yīng)重點(diǎn)查整流二極管、濾波電容等。測量高頻變壓器次級(jí)線圈有無輸出，若無應(yīng)重點(diǎn)查開關(guān)管是否損壞，是否起振，保護(hù)電路是否動(dòng)作等，若有則應(yīng)重點(diǎn)檢查各輸出側(cè)的整流二極管、濾波電容、三通穩(wěn)壓管等。如果電源啟動(dòng)一下就停止，則該電源處于保護(hù)狀態(tài)下，可直接測量PWM芯片保護(hù)輸入腳的電壓，如果電壓超出規(guī)定值，則說明電源處于保護(hù)狀態(tài)下，應(yīng)重點(diǎn)檢查產(chǎn)生保護(hù)的原因。
2.常見故障
保險(xiǎn)絲熔斷一般情況下，保險(xiǎn)絲熔斷說明電源的內(nèi)部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下，電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、浪涌都會(huì)引起電源內(nèi)電流瞬間增大而使保險(xiǎn)絲熔斷。重點(diǎn)應(yīng)檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關(guān)管等，檢查一下這此元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實(shí)是保險(xiǎn)絲熔斷，應(yīng)該首先查看電路板上的各個(gè)元件，看這些元件的外表有沒有被燒糊，有沒有電解液溢出，如果沒有發(fā)現(xiàn)上述情況，則用萬用表測量開關(guān)管有無擊穿短路。需要特別注意的是：切不可在查出某元件損壞時(shí)，更換后直接開機(jī)，這樣很有可能由于其它高壓元件仍有故障又將更換的元件損壞，一定要對(duì)上述電路的所有高壓元件進(jìn)行全面檢查測量后，才能排除保險(xiǎn)絲熔斷的故障。無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定如果保險(xiǎn)絲是完好的，在有負(fù)載情況下，各級(jí)直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現(xiàn)開路、短路現(xiàn)象，過壓、過流保護(hù)電路出現(xiàn)故障，輔助電源故障，振蕩電路沒有工作，電源負(fù)載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿，濾波電容漏電等。
在用萬用表測量次級(jí)元件，排除了高頻整流二極管擊穿、負(fù)載短路的情況后，如果這時(shí)輸出為零，則可以肯定是電源的控制電路出了故障。若有部分電壓輸出說明前級(jí)電路工作正常，故障出在高頻整流濾波電路中。高頻濾波電路主要由整流二極管及低壓濾波電容組成直流電壓輸出，其中整流二極管擊穿會(huì)使該電路無電壓輸出，濾波電容漏電會(huì)造成輸出電壓不穩(wěn)等故障。用萬用表靜態(tài)測量對(duì)應(yīng)元件即可檢查出其損壞的元件。例：某一24伏直流電機(jī)供電電源通電后無直流24伏輸出 ，拆開電源外殼，觀察保險(xiǎn)絲未燒斷且電路板無明顯的燒焦處或破裂元件，在未通電情況下量AC輸入端阻值和DC輸出端阻值正常，量開關(guān)管、整流橋、整流管等重要元件正常，故判斷不存在內(nèi)部嚴(yán)重短路的可能，估計(jì)保護(hù)電路動(dòng)作。經(jīng)檢查此開關(guān)電源采用U3842 PWM控制芯片，經(jīng)查找相關(guān)的資料得知，當(dāng)U3842芯片的3端電壓高于1伏時(shí)，內(nèi)部電流敏感比較器輸出高電平，將PWM鎖存器復(fù)位使輸出關(guān)閉。通電測量U3842的3端高于1伏，6端無輸出，經(jīng)檢查相關(guān)電路，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓管D2擊穿，如圖3，故PC1導(dǎo)通，致使U3842的3端為高電平，故6端無輸出，開關(guān)管不工作，直流側(cè)無直流輸出。更換同型號(hào)穩(wěn)壓管D2，故障解除。電源負(fù)載能力差電源負(fù)載能力差是一個(gè)常見的故障，一般都是出現(xiàn)在老式或工作時(shí)間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關(guān)管的工作不穩(wěn)定，沒有及時(shí)進(jìn)行散熱等。應(yīng)重點(diǎn)檢查穩(wěn)壓二極管是否發(fā)熱漏電，整流二極管損壞、高壓濾波電容損壞等。
例：我廠近紅處激光光譜儀(VECTOR 22)，開機(jī)后無法完成自檢并報(bào)警且主板指示燈不斷閃爍。經(jīng)檢查，供光譜儀主板的直流5V電源僅剩2.3伏左右，脫開5V直流電源的負(fù)載，通電再次測量5V直流電源，這時(shí)則有5V，初步判斷此5V直流電源帶載能力差，拆開電源外殼進(jìn)行檢修，由于沒有帶負(fù)載時(shí)，通電有直流5V輸出，故重點(diǎn)檢查次級(jí)線圈側(cè)的輸出整流電路，給5伏電源接上假負(fù)載通電進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)三通穩(wěn)壓7805的1、2腳之間電壓為5.2伏，2、3腳之間卻剩2.3伏，如圖4，故判斷三通穩(wěn)壓管7805性能變壞，更換三通穩(wěn)壓管7805故障解決。
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三、開關(guān)電源維修具體方法
1、開關(guān)電源維修的時(shí)候，我們首先需要利用萬用表檢測一下各功率器件是否存在擊穿短路，例如電源整流橋堆、開關(guān)管、高頻大功率整流管、抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷等，然后需要再檢測各輸出電壓端口電阻是否異常，如上述器件有損壞的情況我們則需要進(jìn)行更換新的器件。
2、我們在完成上述檢測之后，接通電源后如還不能正常工作，接著我們就要檢測功率因數(shù)模塊(PFC)和脈寬調(diào)制組件(PWM)，查閱相關(guān)資料，熟悉PFC和PWM模塊每個(gè)腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。
3、對(duì)于具有PFC電路的電源則需測量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右，如有380VDC左右電壓，說明PFC模塊工作正常，接著檢測PWM組件的工作狀態(tài)，測量其電源輸入端VC，參考電壓輸出端VR，啟動(dòng)控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常，利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開關(guān)電源供電，用示波器觀測PWM模塊CT端對(duì)地的波形是否為線性良好的鋸齒波或三角形，如TL494 CT端為鋸齒波，F(xiàn)A5310其CT端為三角波。輸出端V0的波形是否為有序的窄脈沖信號(hào)。
4、在開關(guān)電源維修實(shí)踐中，有許多開關(guān)電源采用UC38××系列8腳PWM組件，大多數(shù)電源不能工作都是因?yàn)殡娫磫?dòng)電阻損壞，或芯片性能下降。當(dāng)R斷路后無VC，PWM組件無法工作，需更換與原來功率阻值相同的電阻。當(dāng)PWM組件啟動(dòng)電流增加后，可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一臺(tái)GE DR電源時(shí)，PWM模塊為UC3843，檢測未發(fā)現(xiàn)其他異常，在R(220K)上并接一個(gè)220K的電阻后，PWM組件工作，輸出電壓均正常。有時(shí)候由于外圍電路故障，致使VR端5V電壓為0V，PWM組件也不工作，在修柯達(dá)8900相機(jī)電源時(shí)，遇到此情況，把與VR端相連的外電路斷開，VR從0V變?yōu)?V，PWM組件正常工作，輸出電壓均正常。
5、當(dāng)濾波電容上無380VDC左右電壓時(shí)，說明PFC電路沒有正常工作，PFC模塊關(guān)鍵檢測腳為電源輸入腳VC，啟動(dòng)腳Vstart/control，CT和RT腳及V0腳。修理一臺(tái)富士3000相機(jī)時(shí)，測試一板上濾波電容上無380VDC電壓。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，測量場效應(yīng)功率開關(guān)管G極無V0波形，由于FA5331(PFC)為貼片元件，機(jī)器用久后出現(xiàn)V0端與板之間虛焊，V0信號(hào)沒有送到場效應(yīng)管G極。將V0端與板上焊點(diǎn)焊好，用萬用表測量濾波電容有380VDC電壓。當(dāng)Vstart/control端為低電平時(shí)，PFC亦不能工作，則要檢測其端點(diǎn)與外圍相連的有關(guān)電路。
總之，開關(guān)電源電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西，即充分熟悉開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)以及PFC及PWM模塊的特性，它們工作的基本條件，按照上述步驟和方法，多動(dòng)手進(jìn)行開關(guān)電源的維修，就能迅速地排除開關(guān)電源故障，達(dá)到事半功倍的效果。
四、開關(guān)電源維修經(jīng)驗(yàn)之談
1、開關(guān)電源出現(xiàn)不啟振的時(shí)候，我們通常需要查看開關(guān)頻率是否正確、保護(hù)電路是否封鎖、電壓反饋電路、電流反饋電路又沒問題，開關(guān)管是否擊穿等。
2、開關(guān)電源變壓器發(fā)熱或發(fā)出“嗞嗞嗞”聲，一般是開關(guān)頻率不對(duì)。
3、開關(guān)電源輸出電壓電源指示燈一閃一閃的一般是副邊有短路的。(僅供參考)
本文介紹了一種基于專用芯片UC3842的開關(guān)穩(wěn)壓電源。在電機(jī)調(diào)速控制器中，該電源提供功率開關(guān)元件基極(柵極)驅(qū)動(dòng)電壓和控制電路工作電壓。開關(guān)電源性能的好壞直接影響到電機(jī)調(diào)速控制器的工作可靠性。該電源是為30 kW開關(guān)磁阻電機(jī)控制器設(shè)計(jì)的，也適用于采用功率MOSFET或IGBT作為開關(guān)元件的中小功率感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制器。
1主回路方案
1.1電源電路
此電源是為30 kW開關(guān)磁阻電機(jī)控制器設(shè)計(jì)的，此電機(jī)功率變換器的主電路為不對(duì)稱半橋電路[1]。采用反激變換器結(jié)構(gòu)[2]，具有結(jié)構(gòu)簡單、損耗小的優(yōu)點(diǎn)，但輸出電壓紋波較大，通常用在150 W以下的電源中。具體電路如圖1所示。
此電源為單芯片集成穩(wěn)壓電源，PWM芯片采用UC3842。UC3842是一種高性能的固定頻率電流型控制器，是專為脫線式直流變換電路設(shè)計(jì)的，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示
他集成了振蕩器、有溫度補(bǔ)償?shù)母咴鲆嬲`差放大器、電流檢測比較器、圖騰柱輸出電路、輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路及PWM鎖存器電路。可以實(shí)現(xiàn)逐個(gè)脈沖的電流限制，輸出電流可達(dá)1 A，可直接驅(qū)動(dòng)MOSFET。
1.2工作原理
此電源電路工作原理為：220 V三相的交流輸入電壓先經(jīng)三相不控整流，再經(jīng)支撐電容平滑，為電源電路提供550 V直流工作電壓。當(dāng)三相逆變器接通電源時(shí)，R5和C2吸收電路啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流。從逆變器主電路來的直流母線電壓經(jīng)電阻R6降壓后，給UC3842提供約16V的起動(dòng)電壓。進(jìn)入正常工作后，二次繞組W3經(jīng)D3，C16提供UC3842的工作電壓。另一繞組W2的高頻電壓經(jīng)D2，C13整流濾波，再經(jīng)7.5kΩ電阻R12，R13和2kΩ電位器RP1分壓，獲得輸出電壓信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)可調(diào)穩(wěn)壓管TL431產(chǎn)生偏差信號(hào)，再經(jīng)光電隔離加到UC3842的誤差放大器放大，控制VMOS管的開通與截止，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的目的。電源的過流保護(hù)由1.8Ω電阻R19檢測到VMOS管的過流信號(hào)，電流超過域值時(shí)封鎖UC3842輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)單周期過流保護(hù)。
UC3842驅(qū)動(dòng)VMOS管VT1以控制高頻變壓器一次繞組通斷，進(jìn)而獲得多組副邊電壓輸出。此輸出經(jīng)二極管整流、電容濾波后得到多路直流電壓。供給三相逆變器各功率開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)(W6，W7，W8，W9)與PWM控制電路(W2，W4，W5)。電路穩(wěn)定工作時(shí)UC 3842的電源由W3，D3，C16組成的電源電路提供。
VMOS管選用耐壓1000V，電流8A的場效應(yīng)管8N100。為了保證開關(guān)元件在快速開關(guān)過程中不產(chǎn)生過大的尖峰電壓，需用C8，R15，D1組成的RCD緩沖電路來抑制。緩沖電路二極管V3選用快速恢復(fù)二極管FR107。
R8，R9和穩(wěn)壓管D11用來限制柵極電壓和電流，進(jìn)而限制VMOS管開關(guān)速度，有利于改善電磁兼容性。
+15V電源和-15V電源對(duì)控制電路電源精度要求較高，但因?yàn)楣灿猛粋�(gè)變壓器很難通過PWM實(shí)現(xiàn)反饋控制來穩(wěn)壓。為獲得高品質(zhì)的控制電源，應(yīng)用線性穩(wěn)壓芯片7815和7915(如圖1所示)構(gòu)成了復(fù)合式開關(guān)穩(wěn)壓電源。為防止輸出在輕載或空載時(shí)的電壓升高，在5 V整流輸出端并聯(lián)一個(gè)100Ω的負(fù)載電阻。
2變壓器設(shè)計(jì)
電機(jī)控制逆變器開關(guān)電源是一個(gè)具有多路輸出的直流電源。由高頻變壓器8個(gè)副邊繞組經(jīng)整流濾波后獲得。開關(guān)電源的性能在很大程度上決定于變壓器的設(shè)計(jì)。
2.1功率計(jì)算
高頻變壓器的副邊繞組W6，W7，W8提供了三相逆變器3個(gè)上橋臂元件的驅(qū)動(dòng)電源，W9提供了下橋臂3個(gè)元件的驅(qū)動(dòng)電源(亦可用3個(gè)繞組分別提供，以避免交叉干擾，此處只用一組是為了簡化系統(tǒng))。按逆變器開關(guān)元件對(duì)驅(qū)動(dòng)電路電壓、電流的要求確定功率。本電機(jī)控制功率變換器功率模塊為IGBT，驅(qū)動(dòng)模塊為EXB841。選定W2，W3，W4電壓20V，電流100mA;W5電壓20V，電流200mA。W6，W7繞組提供其他模擬電路±15V，300mA電源。W8繞組提供5V給微處理器，輸出電流為2A。W2為開關(guān)電源自身的反饋繞組，其功率很小，可忽略。
由以上設(shè)定條件可知高頻變壓器的輸出功率為：
設(shè)計(jì)效率為85%并留有一定裕量，設(shè)計(jì)目標(biāo)為額定功率為40 W的高頻變壓器。
2.2磁心的選用
根據(jù)文獻(xiàn)[3]給出的高頻變壓器大承受功率與磁心截面積的關(guān)系并考慮窗口面積，本開關(guān)電源選用EI-35磁心，其有效截面積為100 mm2。
2.3繞組匝數(shù)的確定
首先確定開關(guān)電源功率和開關(guān)元件的工作頻率。若工作頻率小于20 kHz，則進(jìn)入音頻范圍的噪聲較大，紋波增大。若開關(guān)頻率較高，則開關(guān)損耗增大，系統(tǒng)效率降低。因此確定工作頻率時(shí)要折衷考慮，實(shí)際選擇工作頻率為30 kHz。
取PWM調(diào)制的占空比：
考慮工作環(huán)境較為惡劣，低直流輸入電壓：
EI35中心柱磁芯有效面積：Ae=100 mm2
鐵氧體磁芯磁感應(yīng)強(qiáng)度取65%的飽和值：
根據(jù)一個(gè)導(dǎo)通期間的伏秒值與原邊匝數(shù)的關(guān)系，則變壓器的原邊匝數(shù)為：
實(shí)際取300匝以便于繞制與計(jì)算。則變壓器副邊繞組匝數(shù)計(jì)算如下：
原邊繞組每匝伏數(shù)為：
取整流二極管壓降0.7 V，副邊繞組壓降0.6 V得：
試驗(yàn)時(shí)由于氣隙的原因產(chǎn)生漏磁，以上副邊匝數(shù)還需稍做調(diào)整。
2.4氣隙
與正激開關(guān)電源變壓器不同，此反擊電源變壓器兼有儲(chǔ)能的作用，流過直流電流成分時(shí)容易飽和。所以要使用帶有氣隙的磁芯。原理如圖3所示。
有氣隙時(shí)，由于B-H特性曲線斜率減小。在Hdc不變的情況下Bdc減小，磁滯回環(huán)遠(yuǎn)離飽和區(qū)。另外，有氣隙時(shí)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br減小，ΔBac變化范圍增大。另外又由于有氣隙時(shí)B-H特性曲線向H軸靠攏，在ΔBac，Bdc不變的情況下ΔHac，Hdc增大。由上可知，適當(dāng)增加氣隙可以增強(qiáng)電路的電流輸出能力和抗干擾能力。
經(jīng)過試驗(yàn)氣隙大小為0.3 mm時(shí)較為合適。
3實(shí)驗(yàn)與結(jié)論
此開關(guān)電源5 V時(shí)輸出的紋波如圖4所示，峰值為15 mV，紋波不大于0.3%。該電源作為30 kW開關(guān)磁阻電機(jī)控制器電源，在勝利油田已得到實(shí)際應(yīng)用，工作可靠。