Мануалы по ремонту ибп

Внезапные отключения электроэнергии — не такое уж частое явление, но случаются они, обычно, в тот момент, когда долго вводимые перед этим данные не успели сохранить. Исключить такие ситуации призвано использование UPS (Uninterruptible Power Supply, он же ИБП – Источник Бесперебойного Питания), оберегающего компьютер от потери данных при исчезновении внешнего электроснабжения. Эти в целом надежные приборы иногда выходят из строя, а отремонтировать во многих случаях их можно самостоятельно.

Таблица неисправностей и возможных причин поломки

Самые простые ситуации можно разрешить, не обладая специальными знаниями и навыками и не разбирая ИБП. Эти случаи сведены в таблицу.

Видимое проявление проблемы	Возможная причина	Способ устранения
UPS не включается или работает только от аккумулятора	Неисправен сетевой шнур	Заменить сетевой шнур
Перегорел плавкий предохранитель или сработало устройство защиты.	Заменить предохранитель или взвести защитное устройство.
Отсутствует или неисправна батарея	Установить исправную АКБ
При исправной батарее горит сигнал низкого уровня заряда	Сбилась калибровка зарядного контроллера	Восстановить калибровку с помощью ПО от производителя
Нет питания нагрузки при исчезновении напряжения сети (аккумулятор исправен)	Сбой программного обеспечения	Сбросить контроллер кнопкой «Сброс» (если есть) или перепрошить программу
Не заряжается АКБ	Сбой программного обеспечения	Сбросить контроллер кнопкой «Сброс» или перепрошить программу
ИБП отключается, горит значок перегрузки	Излишняя нагрузка	Уменьшить мощность нагрузки или количество потребителей

Не все УПС управляются программно. Недорогие модели собраны на дискретных элементах и микросхемах небольшой степени интеграции. Советы по перезагрузке, перепрошивке или настройке ПО к ним не относятся. Также надо учитывать, что одни и те же неисправности могут быть как при сбое работы ПО, так и при проблемах с «железом», поэтому сброс или перепрошивка – сродни первой медицинской помощи. Может помочь, а может не помочь. В этом случае понадобится глубокая диагностика и ремонт аппаратной части.

Основные виды схем применяемых в ИБП

Если предварительное тестирование проведено, то можно попытаться провести более глубокую диагностику. Даже обладая специальными знаниями, полезным будет изучить общие принципы работы ИБП и принципиальные схемы конкретных приборов.

Для резервирования питания офисной техники применяются несколько типов бесперебойников, различающихся своей схемотехникой. Первый тип – Offline.

Как и у всех УПС, в схеме имеется сетевой фильтр, зарядное устройство и батарея, которая питает преобразователь (инвертор) постоянного напряжения в переменное. В нормальном режиме выход преобразователя к нагрузке не подключен. При исчезновении питающей сети происходит переключение потребителей на питание от инвертора. Основной минус такого подхода – на переключение требуется время. Оно минимально для человеческого восприятия, но для техники может быть слишком большим. Некоторые устройства могут за это время отключиться или потерять данные. Зато эти бесперебойники простые, дешевые, надежные и ремонтопригодные.

ИБП, построенные по схеме Line interactive, работают по сходному принципу, но у них на входе установлен стабилизатор сетевого напряжения. Он построен по принципу переключения отводов первичной обмотки трансформатора. Поэтому при изменениях параметров сети потребители питаются стабильным напряжением, и переключение в автономный режим происходит только тогда, когда входной стабилизатор не может справиться. То есть, гораздо реже.

Самым дорогим, но и оптимальным способом построения резервного источника считается On-line. В этом случае батарея постоянно подзаряжается сетевым напряжением (буферный режим), а потребители постоянно питаются от инвертора стабилизированным напряжением. При исчезновении питания от сети не происходит переключения, бестоковая пауза отсутствует. Такие приборы эффективны, но дороговаты.

Алгоритм ремонта источника бесперебойного питания

Если есть подозрения на выход из строя (потерю емкости) аккумулятора, проверить его можно без разборки прибора. Для этого надо подержать UPS включенным в сеть 220 вольт до заведомо полной зарядки АКБ. Потом к разъему для нагрузки надо подключить лампы накаливания соответствующей мощности (для источника с выходной мощностью 600 ватт потребуется 10 стоваттных ламп) и дождаться появления сигнализации разряда батареи (Low battery level).

Если время полного разряда существенно меньше заявленного в технической документации, значит, пришло время задуматься о скорой замене батареи. Если емкость снизилась до уровня, при котором время резервирования стало неприемлемым, менять аккумулятор придется срочно.

Если предварительные методы диагностики и ремонта результата не дали, можно разобрать UPS и попытаться протестировать более глубоко. Прежде надо здраво оценить свою квалификацию – если она недостаточна, возможно, поход в сервисный центр обойдется дешевле и быстрее.

Если решение починить прибор самостоятельно принято, надо изучить конструкцию корпуса бесперебойника. Некоторые приборы помещены в пластиковый кейс, скрепленный винтами.

Чтобы снять крышку, надо перевернуть УПС и снизу отвернуть четыре винта (самореза). В некоторых устройствах крышка крепится на защелках, которые надо аккуратно оттянуть.

Компоновка обычна для большинства недорогих UPS:

• в верхнем отсеке находится плата с электроникой, на стенку выведены разъемы для слаботочных цепей;
• в нижнем – аккумулятор, силовой трансформатор, на стенку выведены силовые разъемы.

Если тест аккумулятора не проведен до разборки, его можно произвести сейчас, но понадобится набор лампочек на 12 вольт. Надо полностью зарядить АКБ и подключить к нему нагрузку из ламп. Контролируя напряжение на выходе, надо зафиксировать время разряда до 10,5 вольт. Емкость при этом вычисляется по формуле:

С=(P/12)*t, где:

• С – фактическая емкость в ампер-часах;
• P — мощность лампы, Вт;
• 12 – напряжение АКБ, вольт;
• t – время разряда, часов.

Еще лучше замерить ток разряда и подставить его в формулу вместо множителя P/12 в амперах. Решение о замене батареи принимается по тем же критериям, что и при тестировании без разборки.

Надо помнить, что некоторые ИБП вообще не включаются при отсутствии или серьезной неисправности аккумулятора. Поэтому поиск проблемы рекомендуется начать с тестирования АКБ.

Компоновка аппарата APC Back Up 500 выполнена по-другому. Для аккумулятора предусмотрен отдельный отсек, добраться до него можно без разборки, просто отжав защелку крышки.

Входная силовая часть (фильтр и силовой трансформатор) расположены в другом отсеке.

Чтобы до него добраться, надо вывинтить два самореза. Откроется ниша с элементами силовой цепи.

Чтобы добраться до платы с электроникой, надо отжать защелки передней панели.

В приборах других производителей порядок разборки и расположение основных элементов может отличаться. На основании приведенных примеров разобраться не составит труда.

Диагностику прибора начинают с визуального осмотра. Так можно обнаружить:

• отпаявшиеся провода;
• вздувшиеся оксидные конденсаторы;
• отгоревшие дорожки;
• трещины;
• обгоревшие компоненты.

Если элемент обгорел, это не говорит однозначно о нем, как о виновнике неисправности. Проблема может быть в другом компоненте. Но уже так можно локализовать неисправность на участке схемы.

Если невооруженным глазом обнаружить проблему не удалось, надо анализировать схему. Пошаговую инструкцию в этом случае дать невозможно – схемы разнообразны, а потенциальные неисправности еще разнообразнее. Но общий принцип поиска проблемы разобрать вполне реально. Это будет сделано на примере UPS N-Power SVP-625 – в ней применены стандартизированные решения без особенностей. Схема ИБП построена под управлением микроконтроллера MDT10P73.

Рассматривая структурную схему, легко понять, что этот прибор относится к классу Line active. Сетевое напряжение, пройдя через фильтр, поступает на силовую высоковольтную обмотку, которая служит для входа и для выхода – в зависимости от режима. Схема AVR (автоматическая регулировка напряжения) в зависимости от уровня на входе, может подключить дополнительно к основной обмотке (синий и черный провода) регулировочную – провода белый и синий. В зависимости от входного уровня, дополнительная секция подключается к основной то в фазе, то в противофазе, добавляя или уменьшая напряжение на выходе. Коммутация осуществляется с помощью реле RY2 и RY3 (обозначения по принципиальной схеме). Реле RY1 замыкает вход и выход в нормальном режиме работы, при его размыкании потребители запитываются от аккумулятора через инвертор.

Зарядное устройство, построенное по принципу линейного стабилизатора, питается от дополнительной обмотки, от нее же питается схема формирования dead time (клампирование) – она нужна, чтобы исключить сквозной ток через транзисторы инвертора.

Инвертор построен по пушпульной схеме. Ключами служат полевые транзисторы.

Диагностику надо начать с проверки предохранителей FUSE1 и FUSE2. Чаще всего они перегорают из-за выхода из строя транзисторов инвертора Q4..Q7. Обнаружив неисправность плавких вставок надо сразу протестировать и полевые транзисторы.

Дальнейшую диагностику лучше проводить исходя из внешних признаков неисправности. Если при включении ИБП не подает признаков работы (не слышен легкий гул трансформатора, не горят индикаторы) и предохранители исправны, проверяется:

• наличие переменного напряжения на входе (контакты 3 и 4 клеммника CN1);
• при его отсутствии проверяется сетевой шнур и его соединения;
• если напряжение присутствует, проверяется наличие выходного напряжения на клеvмнике CN2 (контакты 1,2);
• если его нет, проверяется исправность контактных групп реле RY1, RY2, RY3 и элементов входного фильтра CX1, MOV1, CY1, Cy2 и выходного фильтра CX2 и R100.

Если не заряжается заведомо исправная батарея и отсутствует индикация VBAT, проверяется:

• наличие переменного напряжения на клеммнике CN1 контакты 3 и 4;
• при его наличии – исправность диодного моста D5..D8;
• если там все в порядке – наличие постоянного напряжения на входе и выходе микросхемы LM317 (U5);
• при отсутствии напряжения на входе проверяется транзистор Q8 схемы CLAMP;
• при отсутствии напряжения на выходе с большой вероятностью неисправна LM317.

Если не происходит стабилизации напряжение при изменениях в сети, надо проверить исправность реле RY2, RY3 и транзисторных ключей Q11, Q12. Если все в порядке, надо проверить исправность датчика входного напряжения (сигнал HOT, операционный усилитель U2 формирует постоянное напряжение, пропорциональное сетевому). Если все в порядке, есть основания думать, что неисправен микроконтроллер.

Если при исчезновении питающей сети напряжение к потребителям не поступает, АКБ и датчик напряжения (тракт HOT-VIN) в порядке, проверяется исправность реле RY1, транзистора Q10 и наличие на затворе ключа сигнала на переключение. Если все в порядке, надо проверять, в порядке ли контроллер. Если переключение происходит, а переключения нет, проверяется:

1. Наличие импульсов на затворах пар Q4Q5 и Q6Q7 (линии PSHPL2 и PSPHL1).
2. Если их нет, проверяется исправность ключей микросхемы U3.
3. Если все в порядке – снова проверяется контроллер.

Также могут быть и другие неисправности — проблемы с датчиком тока, с формированием управляющих сигналов, с питающими напряжениями и многое другое. Все перечислить и предугадать невозможно. Процесс поиска неисправности весьма творческий, и для успеха надо хорошо разобраться в работе схемы.

Найденные компоненты, вышедшие из строя, заменяют. Если это мощные транзисторы, эксплуатирующиеся на радиаторах, их сначала надо установить на теплоотвод на теплопроводящую пасту или упругую подложку, привинтить – а потом припаивать.

Самая сложная проблема – намоточные детали (дроссели, трансформаторы). Перемотка «на коленке» в большинстве случаев не дает надлежащего качества, и срок службы будет недолгим. Здесь поможет наличие прибора-«донора», из которого можно взять недостающие детали. Если неисправен микроконтроллер, новый чип придется запрограммировать. Для этого понадобится собственно программа прошивки, а также программатор с соответствующим ПО.

Для наглядности рекомендуем к просмотру тематические видео.

Если неисправен ИБП другого типа, ремонт начинается с поиска принципиальной схемы и ее изучения до полного понимания принципа действия. А данное руководство в этом поможет.

Источники бесперебойного питания (ИБП) или иначе UPS (Uninterruptible Power Supply) – не только весьма полезные, но зачастую и необходимые приборы. Они помогут продержаться при кратковременном отключении электричества и, главное, позволят сохранить наработанные данные и корректно выключить компьютер. Но все когда-то ломается. В этой статье мы рассмотрим ремонт «бесперебойника» своими руками. Серьезную неисправность нам, конечно, не устранить, но с относительно простыми можно попробовать справиться самостоятельно.

Виды ИБП

Общий принцип работы “бесперебойника” довольно прост. Пока есть сетевое напряжение, нагрузка питается от него. Как только сетевое напряжение пропадет, нагрузка будет питаться от резервной АКБ. При появлении сетевого напряжения нагрузка снова переключится на него. На сегодняшний день существуют три типа источников бесперебойного питания, отличающихся принципом работы:

1. Off-Line.
2. Line-Interactive.
3. On-Line.

Off-Line

Наиболее простой тип ИБП. Он состоит из сетевого фильтра помех, зарядного устройства, инвертора, модуля контроля и управления.

Пока присутствует сетевое напряжение, оно проходит через фильтр и поступает в нагрузку. Одновременно зарядное устройство заряжает резервный аккумулятор. Как только величина питающего напряжения выйдет за установленные пределы или оно будет недопустимо зашумлено помехами, запустится инвертор и произойдет переключение на питание от АКБ. При этом время переключения обычно составляет 4-6 мс.

Line-Interactive

Устройства этого типа работают по сходному принципу, но в цепи питания от сети стоит стабилизатор, выполненный на трансформаторе со ступенчатым переключением обмоток. Это позволяет питать от сети нагрузку даже тогда, когда сетевое напряжение сильно отличается от номинального.

Важно! Существуют ИБП типа Line-Interactive, выдающие при питании от АКБ чистую синусоиду. Стоят они существенно дороже, их меньше, тем не менее такие устройства есть.

On-Line

Наиболее продвинутый тип ИБП с двойным преобразованием. В нем сетевое напряжение выпрямляется и поступает на инвертор, где снова преобразуется в первоначальный вид, но уже без помех и со стабилизированным напряжением правильной синусоидальной формы. Как только сетевое напряжение пропадет, нагрузка начнет питаться от АКБ. Поскольку нагрузку всегда питает инвертор, то нет необходимости в переключении с внешней сети на инвертор, и время переключения можно считать равным нулю.

Типовые схемы источников бесперебойного питания

Прежде чем попытаться отремонтировать отказавшее устройство, взглянем на электрические схемы ИБП двух типов: Line-Interactive и On-Line.

Smart-UPS Line-Interactive

Схема этого источника бесперебойного питания, использующего технологию Line-Interactive, довольно сложна, но мы попытаемся хотя бы приблизительно разобраться в принципе ее работы. Начнем со структурной схемы.

Структурная схема ИБП Smart-UPS

Напряжение питания проходит через сетевой фильтр. Если характеристики этого напряжения в норме, то реле RY1-RY5 включены, нагрузка питается от сети. Реле RY2 и RY3 совместно с трансформатором исполняют роль стабилизатора напряжения. При необходимости обмотка W1 подключается последовательно к W2. В прямом включении выходное напряжение снижается, в инверсном – повышается.

Таким образом, мы получаем трехступенчатый стабилизатор напряжения. Как только сетевое напряжение пропадет, отключатся реле RY2-RY5. При этом запускается инвертор, и нагрузка начинает получать питание от аккумуляторов. Теперь перейдем непосредственно к принципиальной схеме ИБП.

Принципиальная электрическая схема модуля входных цепей (кликните для увеличения)

За фильтрацию сетевого напряжения отвечают дроссель L1, варисторы MV1, MV3, MV4 и конденсаторы С14-С16. Трансформаторы CT1 отвечает за анализ высокочастотной помехи, CT2 контролирует ток нагрузки. Сигналы с этих трансформаторов поступают на ЦАП IC10 (схема модуля процессора).

Трансформаторы Т1 и Т2 являются датчиками входного и выходного напряжений соответственно. Сигнал T1 поступает на компаратор IC7. Реле RY3 и RY2 управляются транзисторами Q43 и Q49, получающими команды от процессора IC1.

В модели Smart-UPS используется микропроцессор S87C654 (IC12). Он является сердцем устройства и управляет практически всеми узлами, получая соответствующие сигналы с тех или иных датчиков. Управляющая программа для него хранится в электрически перепрограммируемом ПЗУ IC13. ЦАП IC15 формирует эталонную опорную синусоиду.

Формирование управляющего сигнала доверено IC14 и IC17. Мощный мостовой инвертор собран на полевых транзисторах Q9-Q14, Q19-Q24. Во время положительной полуволны управляющего сигнала открыты Q12-Q14 и Q22-Q24, a Q19-Q21 и Q9-Q11 закрыты. Во время отрицательной открыты Q19-Q21 и Q9-Q11, a Q12-Q14 и Q22-Q24 закрыты. Управляют ключами транзисторы Q27-Q30, Q32, Q33, Q35, Q36.

В качестве нагрузки ключей используется мощный трансформатор, подключаемый к точкам W5 (желтый) и W6 (черный). На схеме он не показан. В результате работы ключей на выходной обмотке трансформатора формируется выходное синусоидальное напряжение 230 В частотой 50 Гц. Зарядка батареи при питании от сети осуществляется теми же мощными ключами инвертора, работающими в «обратном» режиме.

Back-UPS

Этот источник бесперебойного питания, работающий в режиме OFF-LINE, не имеет процессора, и все управляющие сигналы формируются компараторами. Рассмотрим его структурную схему.

Сетевое напряжение через прерыватель по перегрузке поступает на фильтр. Прерыватель расположен на задней стенке прибора. Если возникла перегрузка, он срабатывает и его кнопка «выскакивает». Чтобы запустить ИБП после перегрузки, кнопку нужно вернуть в исходное положение, просто нажав на нее рукой.

При нормальном сетевом напряжении реле RY1 включено, его контакты 3 и 5 замкнуты. Нагрузка питается от сети через фильтр помех. Зарядное устройство в таком режиме заряжает аккумуляторную батарею. Если напряжение исчезает, ниже нормы или сильно зашумлено помехами, замыкаются контакты 3 и 4 реле RY1, и нагрузка получает питание от АКБ через инвертор. Время переключения на инвертор и обратно составляет 4-6 мс.

Важно! Форма выходного сигнала у инверторов этого типа прямоугольная разнополярная с частотой 50 Гц. Длительность импульсов – 5 мс, амплитуда – 300 В. При этом эффективное напряжение составляет 225 В.

Роль сетевого фильтра исполняют дроссели L1 и L2, варисторы MOV2 и 5MOV, конденсаторы С38 и С40. Трансформатор T1 (см. схему управления) является датчиком входного напряжения и одновременно источником питания для зарядки АКБ. Если напряжение на входе пропадает, то микросхемы IC3 и IC4 формируют команду включения инвертора, которая усиливается ключом IC6 (сигнал лог. «1», поступающий на выводы 1 и 13 IC2).

Элементы R55, R122, R123 совместно с DIP-переключателем SW1 определяют порог входного напряжения, ниже которого запускается инвертор, и нагрузка переключается на питание от батареи. Тонкую настройку нижнего порога можно настроить резистором VR2.

Микросхема IC7 отвечает за формирование управляющих импульсов. Эти импульсы подаются на мощные ключи Q4-Q6, Q36 (первое плечо) и Q1-Q3, Q37 (второе плечо). Ключи нагружены на трансформатор (на схеме не показан), на вторичной обмотке которого формируется импульсное разнополярное напряжение величиной 225 В частотой 50 Гц. Длительность импульсов можно регулировать резистором VR3, а частоту – резистором VR4 (схема управления).

На элементах IC3, IC6 собран узел синхронизации включения инвертора с напряжением сети. IC5, IC2, IC3 включают звуковой сигнал, информирующий о переходе на питание от батареи. При этом короткие звуковые сигналы информируют о работе от батареи, а непрерывный – о том, что энергии АКБ хватит еще на 5 мин. (SW1 разомкнут) или на 2 мин. (SW1 замкнут). Этот переключатель расположен на схеме управления.

Пошаговая инструкция по ремонту

Со схемами мы разобрались, можно начать ремонт ИБП своими руками. Как было замечено ранее, схема любого бесперебойника довольно сложна, но наиболее распространенные типовые неисправности можно устранить своими силами, имея самый простой инструмент – тестер, паяльник, отвертки.

Как разобрать бесперебойник

В зависимости от производителя и модели компьютерного источника бесперебойного питания разобрать их можно одним из двух способов.

Способ 1

На задней стенке находим 4 винта и отворачиваем их. Аккуратно тянем заднюю стенку на себя и отодвигаем. Снять полностью ее не получится – она соединена с блоком проводами.

Над передней стенкой находим паз и при помощи отвертки отжимаем замок. Снимаем переднюю панель. Она тоже на проводах!

Под передней стенкой находим еще три винта. Отворачиваем их. После этого боковая стенка легко снимется.

Способ 2

Здесь все несколько проще. Переворачиваем ИБП вверх «ногами». Находим 4 винта, отмеченные на фото ниже красными стрелками. Отверткой с длинным стержнем отворачиваем их. Беремся за заднюю часть крыши и слегка приподнимаем.

Ставим ИБП передней панелью к себе. Беремся за задний край верхней крышки. Тянем его на себя и вверх одновременно. Передняя панель держится на замках (на фото выше указаны зелеными стрелками), именно они должны выйти из зацепления. После этого верхняя крышка легко снимется.

Устраняем неисправности

Итак, мы разобрали прибор, можно заняться ремонтом. Ремонтировать будем оба, но начнем с OFF-LINE, как с более простого и популярного.

Back-UPS

Прежде всего необходимо проверить основные параметры и при необходимости их отрегулировать. Вот они:

1. Частота выходного напряжения. Подключаем к выходу ИБП частотомер или осциллограф. Подстроечным резистором VR4 устанавливаем частоту 50 Гц.
2. Величина выходного напряжения. Включаем ИБП в режим работы от АКБ, вместо нагрузки подключаем вольтметр. При помощи подстроечного резистора VR3 устанавливаем напряжение 208 В.
3. Пороговое напряжение. Переводим переключатели 2 и 3 на задней стенке в положение OFF. Включаем ИБП в сеть через ЛАТР. Устанавливаем на ЛАТРе напряжение 196 В. Поворачиваем движок резистора VR2 до упора против часовой стрелки. Медленно поворачиваем движок по часовой стрелке до тех пор, пока ИБП не переключится на питание от аккумулятора.
4. Напряжение заряда. Убедимся, что сетевое напряжение в норме. Отключаем АКБ, вместо нее подключаем вольтметр. Подстроечным резистором VR1 устанавливаем напряжение 13.6 В.

Ну а теперь рассмотрим наиболее часто встречающиеся неисправности источников бесперебойного питания типа OFF-LINE, которые можно устранить самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

Поведение ИБП	Возможная причина	Действия
ИБП не работает, пахнет дымом	Неисправен входной фильтр	Проверить варисторы MOV2, MOV5, L1, L2, С38, С40, а также дорожки печатной платы, соединяющие их
ИБП не включается	Сработал прерыватель цепи по перегрузке	Отключить часть потребителей, включить сработавший прерыватель, нажав на кнопку, расположенную на задней стенке
АКБ неисправна	Отключить АКБ, замерить напряжение на ней, при необходимости заменить
Неисправность инвертора	Прозвонить транзисторы Q1-Q6, Q37, Q36, резисторы R1-R3, R6-R8, R147, R148, диоды D36-D38, D41 и транзисторы Q30, Q31. Проверить предохранители F1 и F2
Заменить микросхему IC2
При включении ИБП отключается нагрузка	Неисправность Т1	Прозвонить трансформатор Т1. Осмотреть дорожки на плате, ведущие от Т1. Проверить предохранитель F3
Напряжение в сети есть, но нагрузка питается от аккумуляторов	Сетевое напряжение слишком низкое	Замерить напряжение в сети. Изменить границу срабатывания при помощи переключателей, расположенных на задней стенке устройства
ИБП включается, но не питает нагрузку	Неисправно реле RY1 или питающих его узлов	Прозвонить RY1 и транзистор Q10. Проверить исправность IC4 и IC3, замерить напряжения на их выходах
Осмотреть дорожки на плате, отвечающие за реле
ИБП жужжит и/или отключает нагрузку.	Неисправен инвертор	См. «Неисправность инвертора»
Время резервного питания ниже ожидаемого	Аккумуляторные батареи были недозаряжены или не держат емкость	Замерить напряжение на отключенной АКБ, при необходимости зарядить. Проверить емкость АКБ, подключив к нему нагрузку известной мощности. К примеру, автомобильную лампу дальнего света.
Слишком велика нагрузка	Отключить потребители, которые могут обойтись без резервного питания (принтер, дополнительный монитор, и т. д.).
При включении слышен непрерывный звуковой сигнал	АКБ сильно разряжена или неисправна	Замерить напряжение на отключенной АКБ, при необходимости зарядить.Проверить емкость АКБ, подключив к нему нагрузку известной мощности. К примеру, автомобильную лампу дальнего света.
АКБ не заряжается или заряжается не полностью	Неисправен диод D8	Прозвонить D8.
Напряжение заряда ниже нормы	Откалибровать напряжение заряда аккумулятора подстройкой резистора VR1

Smart-UPS

Теперь перейдем к ремонту ИБП типа Line-Interactive. Прежде всего проверим все необходимые для работы устройства напряжения. Измерять будем на выводах микросхем относительно общего провода.

Напряжения в Smart-UPS и возможные причины их отсутствия

Микросхема/вывод	Напряжение, В	Возможная причина неисправности
IC4/1	+24	IC4, C63, C41, C36, SNMP, плата дисплея или ее гибкий шлейф
IC4/3	+12	IC5, IC2, C8, D401, Q9 – Q14, Q19 – Q24
IC5/3	+5	IC5, IC12, D402, С65, IC10, IC13 (РПЗУ)
IC17/1	-8	IC17, IC9, Q39, Q40, С7, С53, С54, D27, D28

Если напряжения в норме или мы восстановили недостающие, переходим к возможным причинам неисправности и методам их устранения.

Поведение прибора	Возможная причина	Действия
ИБП не включается	Отсутствует контакт на клеммах батареи	Проверить клеммы, при необходимости почистить
Мала емкость АКБ или она неисправна	Замерить напряжение на отключенной АКБ, при необходимости зарядить. Проверить емкость АКБ, подключив к нему нагрузку известной мощности. К примеру, автомобильную лампу дальнего света.
Пробиты полевые транзисторы мощного инвертора	Прозвонить Q9-Q14, Q19-Q24. Проверить резисторы в цепях их затворов. Заменить IC16.
Обрыв или замыкание в шлейфе дисплея	Проверить и при необходимости заменить шлейф. Проверить предохранитель F3 и транзистор Q5.
Неисправна кнопка включения	Проверить и при необходимости заменить SW2
ИБП работает только от АКБ	Сгорел предохранитель F3	Проверить F3. Прозвонить транзисторы Q5 и Q6
Горит индикатор замены АКБ, ИБП не включается	Неисправна АКБ или сбой программного обеспечения	Запустить тест-программу от APC, провести калибровку АКБ
ИБП не включается	Неисправен сетевой кабель	Прозвонить кабель
Холодная пайка или неисправность элементов входного фильтра	Проверить качество пайки и исправность L1, L2 и Т1
Сработали варисторы защиты	Проверить варисторы MV1…MV4
При включении ИБП нагрузка отключается	Неисправен датчик напряжения Т1	Прозвонить обмотки Т1 и дорожки его питания. Прозвонить D18-D20, С63, С10
Мигают индикаторы дисплея	Конденсатор С17 потерял емкость (“высох”)	Заменить С17
Большой ток утечки конденсаторов С44 или С52	Заменить С44 или С52
Неисправны оптопара IC3 и диод D20	Проверить и при необходимости заменить IC3 и D20.
Перегрузка	Слишком велика нагрузка	Отключить потребители, которые могут обойтись без резервного питания (принтер, дополнительный монитор, и т. д.).
Неисправен трансформатор Т2	Прозвонить обмотки Т2, проверить дорожки на плате в его окружении
Неисправен датчик тока СТ1	Прозвонить и при необходимости заменить СТ1. Сопротивление должно быть не более 4 Ом.
Неисправна микросхема IC15	Заменить IC15. Проверить напряжение 8 В и 5 В. Проверить и при необходимости заменить: IC12, IC8, IC17, IC14 и мощные полевые транзисторы инвертора. Проверить обмотки силового трансформатора.
Не заряжается АКБ	Сбой программного обеспечения	Откалибровать АКБ тест-программой от АРС. Проверить константы 4, 5, 6, 0.
Вышла из строя схема заряда АКБ	Заменить IC14. Измерить напряжение на выводе 9 микросхемы IC14, если +8 В нет, то заменить IC17 или С88.
Неисправна батарея	Замерить напряжение на отключенной АКБ, при необходимости зарядить. Проверить емкость АКБ, подключив к нему нагрузку известной мощности. К примеру, автомобильную лампу дальнего света.
Неисправен микропроцессор	Заменить IC12
При включении слышен щелчок, ИБП не включается	Неисправна схема сброса	Проверить исправность Q51-Q53,С77, R115. Возможно, придется заменить IC11 или IC15,
Искаженное отображение информации на дисплее	Неисправны элементы платы индикации	Проверить и при необходимости заменить Q57…Q60.
При работе от АКБ ИБП самопроизвольно выключается и включается	Пробит транзистор Q3	Проверить и при необходимости заменить Q3

Ну вот мы и отремонтировали свой источник бесперебойного питания самостоятельно, не имея при этом специальных знаний. А если ничего не получилось, то хотя бы попытались. Во всяком случае, не стоит отчаиваться при неудаче. ИБП – сложное электронное устройство и при серьезной неисправности его ремонт под силу лишь специалистам.

ИБП предназначен для преобразования сетевого напряжения 220V в напряжения необходимые для стабильной работы подключенных к нему потребителей. Также PSU обеспечивает стабилизацию выходных напряжений, осуществляет защиту от коротких замыканий, выдает необходимую мощность, в зависимости от присоединенной нагрузки.

Данный материал подготовлен преподавателями Bgacenter, в рамках курса – ремонт импульсных блоков питания.

Импульсный блок питания

Для обеспечения нагрузки электронных устройств применяются ИБП различной мощности. В данном материале подробно рассматривается блок питания применяемый для разных моделей асиков.

В конструкцию ИБП APW7 входит:

• корпус – из экранированной металлической коробки
• печатная плата ИБП имеет установленные радиотехнические компоненты
• система охлаждения состоит из принудительного вентилятора
• провода необходимые для подключения нагрузки

Основную функцию выполняет плата с расположенными на ней элементами.

Элементы расположенные на печатной плате ИБП:

1. FUSE предохранитель
2. Варистор
3. Конденсатор сетевого фильтра
4. Два дросселя
5. Блокировочные конденсаторы
6. Конденсатор сглаживающий
7. Фильтрующие конденсаторы
8. Силовые транзисторы
9. Разъем для подключения вентилятора
10. Сглаживающие конденсаторы синхронного выпрямителя
11. Выходной трансформатор
12. Диод
13. PFC транзистор
14. Терморезисторы NTC
15. Реле
16. Дроссель схемы PFC
17. Диодный мост

Как работает ИБП

Итак, импульсный блок питания APW7 работает по следующему принципу:

1. Схема защиты от превышения напряжения и короткого замыкания. Схема состоит из варистора и предохранителя в термоусадочной трубке. При превышении напряжения свыше 350 V срабатывает варистор (пробивается), предохранитель перегорает, защищая плату ИБП от повышенного напряжения. В таком случае, ремонт состоит из замены предохранителя.
2. Следующий блок – это схема сетевого фильтра. В нее входит конденсатор два дросселя, еще один конденсатор и ряд блокировочных конденсаторов предназначенных для устранения сетевых помех и выбросов помех от блока питания в сеть. При незначительных скачках напряжения дроссель старается увеличить свое магнитное поле, в результате этого все повышенное напряжение поступающее из сети скачкообразно гасится на нем. Конденсаторы сглаживают выбросы от работы импульсного преобразователя и препятствуют проникновению в сеть.
3. После сетевого фильтра стоят терморезисторы с отрицательным сопротивлением (NTC), которые работают на уменьшение сопротивления при нагреве. Это необходимо для ограничения сигнала тока через диодный мост в первоначальный момент зарядки конденсаторов сглаживающего фильтра, стоящих после диодного моста.
4. Затем идет выпрямительный диодный мост, на нем получаем из переменного постоянное напряжение. Это напряжение на начальном этапе сглаживается фильтрующими конденсаторами большой емкости 470 мкФ на 450 V каждый. В этот момент времени на конденсаторах появляется напряжение порядка 315 V. 
5. Так как у ИБП кроме активной мощности существует реактивная, что отрицательно сказывается для работы. Конструктивно это устраняется за счет схемы PFC (Power Factor Correction) – Коррекция фактора мощности. В данном ИБП она сконструирована на задающей микросхеме импульсов и полевого транзистора. Перед транзистором установлен мощный дроссель высокой индуктивности. В результате работы данной схемы, напряжение на конденсаторах фильтра возрастает до 390 Вольт и оно теперь является основным для питания схем преобразователя постоянного тока.
6. Для работы ШИМ контроллера необходимо использовать постоянное напряжение +12 Вольт. Это напряжение формируется на вспомогательном трансформаторе и выпрямляется диодами. Также данное напряжение необходимо для питания системы охлаждения (вентилятора).
7. От 12 Вольт вспомогательного источника питается схема ШИМ-контроллера, которая формирует импульсы для преобразователя постоянного тока, состоящего из силового трансформатора и двух полевых транзисторов. Импульсы подаются от ШИМ контроллера на задающий генератор. А уже с задающего генератора импульсы поступают на затворы транзисторов которые управляют силовым трансформатором.
8. Импульсное напряжение полученное на вторичной обмотке трансформатора , за счет работы однотактного прямого преобразователя, поступает на схему синхронного выпрямителя. Где напряжение сглаживается синхронным фильтром построенным на конденсаторах и поступает на выходные клеммы для питания хешплат. Обратная связь и стабилизация напряжения осуществляется через схему ШИМ контроллера.
9. Синхронный выпрямитель управляется от схемы формирователя постоянного тока.

Неисправности ИБП

Для импульсных блоков питания характерны следующие неисправности:

• выход из строя диодного моста
• поломка PFC транзистора
• пробой силовых транзисторов
• короткозамкнутые витки силового трансформатора или его обрыв
• перегорание синхронного выпрямителя
• изменение номинала емкости фильтра синхронного выпрямителя
• отсутствие запускающих импульсов в ШИМ-контроллерах, вспомогательного источника 12V и основного 
• неисправность реле (слышны щелчки, но ИБП не включается)
• выгорание контактов клемм присоединяемой нагрузки
• не держит нагрузку
• не работает система охлаждения при исправном вспомогательном источнике 12 V
• обрыв SMD резисторов питающих микросхемы ШИМ
• неисправность SMD транзисторов в каскадах согласования

Диагностика ИБП

Ремонт блока питания APW7 начинается с внешнего осмотра. Следует обратить внимание на наличие механических повреждений и ранее выполнявшиеся ремонты. По отсутствию герметика и не отмытому флюсу, можно предположить, что ранее проводился ремонт – плату паяли. Диагностику платы начинаем с нахождения конденсаторов фильтра питания. Как правило они имеют большой размер. Смотрим номиналы его, как видим из надписи на конденсаторе он имеет параметры 450V 470 мкФ каждый.

Для дальнейшего ремонта необходимо произвести его разряд, независимо от времени его нахождения в нерабочем состоянии. Тестером в режиме измерения постоянного напряжения убеждаемся в отсутствие напряжения на выводах конденсаторов. Для этого подключаем прибор со стороны печатной платы. Если есть напряжение, разряжаем конденсатор при помощи лампы накаливания мощностью 60W и проверяем заново тестером на отсутствие напряжения.

Только после этой процедуры можно выполнять дальнейший ремонт. Для облегчения поиска неисправности убеждаемся косвенно в отсутствие КЗ по цепи основного питания синхронного выпрямителя по основной цепи +12V. 

Для этого черный щуп прикладываем к выводу расположенному внизу, а красный к выводу расположенному вверху, мы должны увидеть исправные полевые транзисторы (показания мультиметра MS-319 (стрелочный), должно быть порядка 20 Ом). 

Меняем местами щупы, происходит заряд конденсаторов и сопротивление увеличилось, это говорит о исправности выпрямителя.

Продолжаем ремонт, приступаем к диагностике силовой части. Тестером от разъема питания сети в режиме прозвонки проверяем вход одного провода до диодного моста (вход переменного обозначения). Тестер должен показывать 0 (или издать своеобразный звуковой сигнал), что сразу говорит о исправности одной цепи фильтра индуктивности и целостности печатного проводника и предохранителя. 

Аналогично проверяем второй провод, но на другой вывод диодного моста. Это говорит о исправности второго проводника.

Ремонт необходим, если мультиметр показал отличные от нуля значения. В таком случае ищем обрыв, устраняем его. В данном случае все исправно.

Далее проверяем сопротивление между двумя сетевыми контрольными точками входа. Оно должно быть высоким (тестер в режиме МОм). Измерение показало в данном случае высокое сопротивление. Это говорит об отсутствии КЗ на входе и исправности варистора. Убедившись в исправности входного блока проверяем диодный мост. 

Методика проверки диодного моста стандартная, режим диодной прозвонки. Убедившись в его исправности исследуем блок PFC и его цепи. Проверяем MOSFET (полевой транзистор). Ставим щупы между затвором и истоком, потом затвором и стоком – сопротивление должно быть высоким и тестер нам ничего не показывает. Это правильно.

Далее проверяем Сток-Исток. При приложении к истоку красного щупа, а к стоку черного, мы увидим падение напряжения на диоде порядка 0.470 mV. В обратном приложении щупов мы не увидим никаких падений. Делаем вывод о исправности транзистора.

Для измерения импульсов управления на затворе данного транзистора необходимо применить осциллограф. Если импульсы есть делаем вывод о исправности микросхемы и подачи импульса на затвор полевого транзистора.

Далее проверяем цепь вспомогательного источника питания +12V, собранного на микросхеме ICE2QR4765 указанной по схеме принципиальной. Для этого в режиме диодной прозвонки ставим один щуп на + высоковольтного конденсатора, а второй на вывод 4 данной микросхемы ШИМ, убеждаемся в целостности обмотки трансформатора вспомогательного источника.

Ремонт необходимо проводить при разряженном высоковольтном конденсаторе и отключенным ИБП от сети!

После этого проверяем работу основного ШИМ и цепей его питания согласно схемы электрической принципиальной. Далее проверяем полу мостовую схему на транзисторах MOSFET. Проверяются они при помощи мультиметра в режиме диодной прозвонки. Первоначально для каждого транзистора проверяем переход Затвор-Исток, мультиметр должен показать OL, это говорит о исправности перехода (он не пробит).

Следующий шаг, в режиме измерения сопротивления проверяем Затвор-Исток. Одновременно проверяем сопротивление согласующего драйвера. Сопротивление исправного выхода должно быть от 10 до 20 Ом.

Как видно из измерений, это косвенно говорит о исправности транзисторов. В случае сомнения в исправности транзисторов, их необходимо выпаять, проверить отдельно. Для проверки транзисторов применяется цифровой измеритель LCR-T4.

Затем проверяем переход Сток-Исток на предмет короткого замыкания. Для этого устанавливаем красный щуп мультиметра на Исток, а черный подсоединяем к Стоку. Падение напряжения в режиме диодной прозвонки должно быть 0,434 V. Это говорит о исправности полевого транзистора. 

При приложении щупов в обратном направлении мультиметр показывает OL.

Как проверить блок питания

После успешного определения неисправностей и ремонта поврежденных элементов, блок необходимо протестировать. Для этого ИБП подключают через развязывающий трансформатор к питанию сети. Затем к PSU подключают электронную нагрузку необходимой мощности, для проверки на работоспособность. Тестирование выполняется на протяжении 1-2 часа. Для исключения повторного ремонта, не рекомендуется включать ИБП без подключенной нагрузки. 

Пайка блоков питания

Во время ремонта ИБП возникает необходимость проверки элементов. Для этого необходимо выпаять соответствующий элемент с печатной платы. Пайку важно производить аккуратно, используя паяльник требуемой мощности: 

• от 80 Ватт – для ремонта силовых элементов: трансформатор, силовые транзисторы, выходные диоды, диодный мост, сглаживающие конденсаторы; 
• до 60 Ватт (или термовоздушную паяльную станцию) – для ремонта компонентов малой и средней мощности. 

Если ИБП работал с нарушением температурных режимов (перегревался), то при удалении компаунда возможен отрыв SMD компонентов с печатной платы. Важно помнить про это, а при дальнейшем ремонте восстановить обвязку на плату.

При ремонте ИБП используется сплав Розе, для уменьшения температуры заводского припоя и исключения повреждения подводящих проводников. 

При монтаже необходимо припаивать на:

• паяльную пасту с температурой плавления 183 градуса Цельсия – элементы малой мощности
• ПОС 61-63 (Pb 61-63/ Sn 40) – силовые электронные компоненты.

После ремонта, перед проведением измерений на транзисторах, важно понизить температуру ИБП, так как в нагретом состоянии, ключи открыты.

Перед пайкой вновь устанавливаемых компонентов (транзисторов) их выводы нужно зачистить и залудить.

После пайки, необходимо отмыть спиртом или другим очистителем те места где выполнялась пайка.

Оборудование для ремонта ИБП

Используемое во время ремонта ИБП оборудование, расходные материалы:

• набор отверток
• бокорезы 
• пассатижи
• разрядная лампа
• мультиметр
• осциллограф
• LCR-T4
• SMD-tester 3910
• паяльник от 80 Ватт
• фен термовоздушной станции Quick 857DW+
• микроскоп СМ0745
• бор-машинка
• оловоотсос электрический
• пинцет
• зонд стоматологический (зубочистки деревянные)
• флюс паяльный
• паста BGA
• очиститель платы Falcon 530
• зубная щетка
• оплетка медная шириной 1,5 и 3,0 мм
• сплав Розе 
• ацетон для смывания лака

Выводы:

• ИБП – сложное электронное устройство. Ремонт импульсного блока питания в случае возникновения неисправности, необходимо выполнять зная принцип его узлов и элементной базы 
• Для определения неисправности ИБП важно соблюдать технику безопасности, так как имеются опасные напряжения от 300 до 400 V, в зависимости от конструкции блока (без PFC 300V с PFC 390V)
• Ремонт иногда осложняется наличием трудно удаляемого влагозащитного покрытия. В своей конструкции ИБП имеет мощные выводы силового трансформатора. Для его выпаивания требуется паяльник с большей мощностью. При ремонте необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить токопроводящие дорожки
• ИБП для проверки, после выполненного ремонта, обязательно включается под нагрузку. С отключенной нагрузкой могут выйти из строя силовые ключи
• Для того чтобы научиться ремонту импульсных блоков питания для майнеров, приглашаем вас на соответствующий курс в Bgacenter