Top.Mail.Ru

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками

Бесперебойники и блоки питания


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.

схема ИБП типа Off-Line
Упрощенная структурная схема «бесперебойника» типа Off-Line

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.

К преимуществам ИБП этого типа можно отнести следующие:
простота
компактность
низкая стоимость
Недостатки:
повышенный износ АКБ (по сравнению с ИБП других типов)
отсутствие стабилизации напряжения при работе от сети
на переключение требуется время
при работе от АКБ нагрузка питается аппроксимированной синусоидой или вообще разнополярными импульсами
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Полезно! Понятие «аппроксимированная синусоида» обозначает форму выходного сигнала источника бесперебойного питания, условно приближенную к синусоидальной форме. Форма сигнала аппроксимированной синусоиды может быть трапецеидальной или ступенчатой.
Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Отличие осциллограмм аппроксимированной и чистой синусоиды

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Упрощенная структурная схема ИБП  типа Line-Interactive
К преимуществам источников бесперебойного питания этого типа можно отнести:
экономичность
компактность
стабилизацию выходного напряжения
относительно низкую стоимость
К недостаткам отнесем такие:
ступенчатое изменение выходного напряжения
на переключение требуется время
при работе от АКБ нагрузка питается аппроксимированной синусоидой

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.

ИБП  типа On-Line
Упрощенная структурная схема ИБП типа On-Line
К преимуществам ИБП этого типа можно отнести следующие:
стабилизация выходного напряжения;
чистая синусоида без помех;
отсутствует задержка на переключение.
К недостаткам отнесем такие:
относительно низкая экономичность (постоянные энергозатраты на двойное преобразование);
сложная конструкция;
высокая стоимость.

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 Smart-UPS

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.

Модуль входных цепей

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Модуль микропроцессора (кликните для увеличения)

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Оконечный блок (кликните для увеличения)

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.

Back-UPS
Структурная схема Back-UPS

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Модуль входных цепей (кликните для увеличения)

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).

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Схема управления (кликните для увеличения)

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Оконечный модуль (кликните для увеличения)

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Снятие задней стенки

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

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Снятие передней панели

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

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Снятие боковой стенки

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Эти винты нужно отвернуть

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.

Как отремонтировать бесперебойник для компьютера своими руками
Снятие верхней крышки

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.

Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Позиционные обозначения деталей указаны согласно одноименным схемам, расположенным выше. Они могут быть расположены на разных каскадах схем, будьте внимательны, анализируйте все схемы и ищите расположение элементов.
Поведение ИБП Возможная причинаДействия
ИБП не работает, пахнет дымомНеисправен входной фильтрПроверить варисторы MOV2, MOV5, L1, L2, С38, С40, а также дорожки печатной платы, соединяющие их
ИБП не включаетсяСработал прерыватель цепи по перегрузкеОтключить часть потребителей, включить сработавший прерыватель, нажав на кнопку, расположенную на задней стенке
АКБ неисправнаОтключить АКБ, замерить напряжение на ней, при необходимости заменить
Неисправность инвертораПрозвонить 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 нагрузкаНеисправность Т1Прозвонить трансформатор Т1. Осмотреть дорожки на плате, ведущие от Т1. Проверить предохранитель F3
Напряжение в сети есть, но нагрузка питается от аккумуляторовСетевое напряжение слишком низкоеЗамерить напряжение в сети. Изменить границу срабатывания при помощи переключателей, расположенных на задней стенке устройства
ИБП включается, но не питает нагрузкуНеисправно реле RY1 или питающих его узловПрозвонить 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 инверторСм. «Неисправность инвертора»
Время резервного питания ниже ожидаемогоАккумуляторные батареи были недозаряжены или не держат емкостьЗамерить напряжение на отключенной АКБ, при необходимости зарядить. Проверить емкость АКБ, подключив к нему нагрузку известной мощности. К примеру, автомобильную лампу дальнего света.
Слишком велика нагрузкаОтключить потребители, которые могут обойтись без резервного питания (принтер, дополнительный монитор, и т. д.).
При включении слышен непрерывный звуковой сигналАКБ сильно разряжена или неисправнаЗамерить 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 полностьюНеисправен диод D8Прозвонить D8.
Напряжение заряда ниже нормыОткалибровать 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/выводНапряжение, ВВозможная причина неисправности
IC4/1+24IC4, C63, C41, C36, SNMP, плата дисплея или ее гибкий шлейф
IC4/3+12IC5, IC2, C8, D401, Q9 — Q14, Q19 — Q24
IC5/3+5IC5, IC12, D402, С65, IC10, IC13 (РПЗУ)
IC17/1-8IC17, 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 причинаДействия
ИБП не включаетсяОтсутствует контакт на клеммах батареиПроверить клеммы, при необходимости почистить
Мала емкость АКБ или она неисправнаЗамерить 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 инвертораПрозвонить Q9-Q14, Q19-Q24. Проверить резисторы в цепях их затворов. Заменить IC16.
Обрыв или замыкание в шлейфе дисплеяПроверить и при необходимости заменить шлейф. Проверить предохранитель F3 и транзистор Q5.
Неисправна кнопка включенияПроверить и при необходимости заменить SW2
ИБП работает только от АКБСгорел предохранитель F3Проверить F3. Прозвонить транзисторы Q5 и Q6
Горит индикатор замены АКБ, ИБП не включаетсяНеисправна АКБ или сбой программного обеспеченияЗапустить тест-программу от APC, провести калибровку АКБ
ИБП не включаетсяНеисправен сетевой кабельПрозвонить кабель
Холодная пайка или неисправность элементов входного фильтраПроверить качество пайки и исправность L1, L2 и Т1
Сработали варисторы защитыПроверить варисторы MV1…MV4
При включении ИБП нагрузка отключаетсяНеисправен датчик напряжения Т1Прозвонить обмотки Т1 и дорожки его питания. Прозвонить D18-D20, С63, С10
Мигают индикаторы дисплеяКонденсатор С17 потерял емкость («высох»)Заменить С17
Большой ток утечки конденсаторов С44 или С52Заменить С44 или С52
Неисправны оптопара IC3 и диод D20Проверить и при необходимости заменить IC3 и D20.
ПерегрузкаСлишком велика нагрузкаОтключить потребители, которые могут обойтись без резервного питания (принтер, дополнительный монитор, и т. д.).
Неисправен трансформатор Т2Прозвонить обмотки Т2, проверить дорожки на плате в его окружении
Неисправен датчик тока СТ1Прозвонить и при необходимости заменить СТ1. Сопротивление должно быть не более 4 Ом.
Неисправна микросхема IC15Заменить 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 АКБСбой программного обеспеченияОткалибровать АКБ тест-программой от АРС. Проверить константы 4, 5, 6, 0.
Вышла из строя схема заряда АКБЗаменить IC14. Измерить напряжение на выводе 9 микросхемы IC14, если +8 В нет, то заменить IC17 или С88.
Неисправна батареяЗамерить напряжение на отключенной АКБ, при необходимости зарядить. Проверить емкость АКБ, подключив к нему нагрузку известной мощности. К примеру, автомобильную лампу дальнего света.
Неисправен микропроцессорЗаменить IC12
При включении слышен щелчок, ИБП не включаетсяНеисправна схема сбросаПроверить исправность Q51-Q53,С77, R115. Возможно, придется заменить IC11 или IC15,
Искаженное отображение информации на дисплееНеисправны элементы платы индикацииПроверить и при необходимости заменить Q57…Q60.
При работе от АКБ ИБП самопроизвольно выключается и включаетсяПробит транзистор Q3Проверить 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.


Сейчас читают:
Акумы.ру
Добавить комментарий

Максимальный размер загружаемого файла: 5 МБ. Вы можете загрузить: изображение, аудио, видео, документ, таблица, интерактив, текст, архив, код, другое. Ссылки на YouTube, Facebook, Twitter и другие сервисы, вставленные в текст комментария, будут автоматически встроены.

Adblock
detector