雷迪司(LADIS)D1500 不间断电源(UPS)拆解分析。
家里网络机柜用的UPS坏了,电池好像充不进电,断开市电直接无输出,断开负载还能空载输出一小段时间,应该是电池坏了。发现坏的时候刚好过了一年保修期了,买过两款雷迪司的UPS,另一款更久前买的,也出现过电池续航不行的情况,电池续航降到了不到5分钟,幸好发现问题时离保修到期还有一个月就在京东申请了换新。感觉雷迪司的UPS电池都衰减得很快。
拆解视频:https://www.bilibili.com/video/BV1dy411b77e/
抖音商城2.6元的120W充电器测试和拆解:https://blog.zeruns.tech/archives/786.html
参数
- 机型:D1500
- 容量:1500VA/900W
- 输入电压范围:145~290VAC
- 功率因素:≥0.99 @额定电压(100%负载)
- 输出电压范围(市电模式):195~255VAC
- 输出频率范围(电池模式):50Hz ± 0.5Hz
- 输出波形(电池模式):方波
- 转换时间:≤10ms
- 电池型号:12V/9AH
- 电池数量:2只
- 充电时间:10小时~16小时
- 尺寸:长宽高 320*120*190mm
- 重量:11kg
购买地址:
- 雷迪司D1500:https://u.jd.com/xsJjvIr
- 施耐德BK650M2:https://u.jd.com/xiJZA8x
- 华为1KTTS-1KVA/800W:https://u.jd.com/xqJoSOJ
拆解
正面
侧面
背面
底部
拆开盖子后侧面,下面是一个变压器和两块12V9AH的铅酸电池,电池是串联的,上面是电路板。
拆开后的顶部
主控芯片型号是ATmega168PA,8位的单片机。
旁边还有个型号为MC34063A的DCDC降压电源芯片,应该是给单片机和继电器供电的。
电路板正面
UTC339芯片,四路的电压比较器。
EM78M612AAPJ 是一款由 Elan Microelectronics Corporation 制造的微控制器,属于 EM78M612 系列。这个系列是基于 8 位 RISC 架构的通用串行总线(USB)微控制器,适用于低速 USB 设备应用。这款微控制器广泛应用于需要串行通信功能的电子设备或系统中,特别是在 USB 设备应用中,它可以自动识别并解码标准 USB 命令,从而简化 USB 设备的固件设计。
电路板上的电容品牌都是AISHI(艾华)。
MOS管是无锡紫光微的115N68A,参数为68V 115A。
拆掉逆变电路板后
电池品牌为LADS,型号SS9-12,12V9AH的铅酸电池,两个串联。
正面的液晶显示屏的电路板
用电桥测得变压器初级线圈电感值为2.0948mH。
分析
电子/单片机技术交流QQ群:820537762
大概看了一下走线,简单画了一下这个UPS的逆变部分的电路,只是大概的电路图,各种细节和控制部分没画。
这款UPS的逆变器应该属于工频逆变器,就是通过MOS管组成一个H桥电路,然后通过PWM信号控制这些MOS管来产生一个50Hz方波的低压交流电给到工频变压器来升压到220V交流电。
(高频逆变器的大概原理是先通过DCDC升压到400V左右,然后再用SPWM波控制MOS管产生一个高频的交流电信号,然后通过电感电容组成LC滤波器来滤出一个低频交流电从而实现逆变,转换效率比工频逆变器高多了,我这个描述可能不太准确,看看就好,大佬可以在评论区讲解一下)
然后这个工频的逆变器的次级有4个抽头,通过4个继电器的控制实现:市电直通输出、市电给电池充电、电池逆变输出等功能。走线可以看看下面的PCB图片,我标注了各个接口出来了。
UPS市电供电的同时会通过这个工频变压器输出一个低压交流电给到这个H桥电路(这时候这个变压器的初级和次级就相当于调转过来了),H桥电路的这些MOS管的体二极管刚好组成一个整流桥可以整流成直流电,然后经过电容滤波后给电池充电。
这个电路相当于一个双向AC-DC变换器。
UPS接电池那两根线接到可调电源上,可调电源设置24V电压输出,UPS开启输出,空载功耗18瓦左右,空载功耗略大。
测试了一下逆变的转换效率,输入功率104W,输出功率80W,效率在77%左右。
尝试过单独给电池充电,几秒钟就充到24V了(两块电池串联),充电电流很小,然后断开充电,电池电压下降得很快。
推荐阅读
- 高性价比和便宜的VPS/云服务器推荐: https://blog.zeruns.tech/archives/383.html
- 我的世界开服教程:https://blog.zeruns.tech/tag/mc/
- 免代码搭建博客网站!超详细个人博客搭建教程:https://blog.zeruns.tech/archives/783.html
- 雨云 宁波 8272CL 大带宽高防云服务器性能测评,最高500兆带宽和1TB云盘:https://blog.zeruns.tech/archives/789.html
- 基于STM32的同步整流Buck-Boost数字电源 开源:https://blog.zeruns.tech/archives/791.html
8 条评论
您好,想问一下博主这和mos管一起的四个大铁块是干啥用的,您是怎么确定这是工频方案的
散热片啊,稍微懂一点电力电子基础的人都能一眼看出是工频方案
多谢up主拆解,所以这个逆变是方波逆变电路咯?请教下如果在变压器低压侧使用高频SPWM调制,再加入LC滤波,从变压器变换为220V输出,这样的实现和高频逆变区别是什么?
还有一点就是逆变成低压交流电后再通过变压器升压到220,这样整个系统体积就非常大,非常笨重了,工频变压器效率低,体积大,成本高。
一般都是先DCDC升压到400V左右再逆变出220V交流电,这样体积可以做得小一点,效率也高一点
确实是的,后面想了想,高频逆变后滤波然后再工频升压,那就是普通的工频变压了,变压器的体积会很大;而常见的高频逆变则是将变压与逆变两个功能用一个高频变压器实现了,变压器体积就小了很多。
多谢回复~
AI回答:
在变压器低压侧使用高频SPWM调制,并配合LC滤波器以得到220V输出的方案,与传统的高频逆变技术有相似之处,但也存在一些关键区别:
高频SPWM调制与变压器组合的特点:
频率变换与隔离功能:这种方案中,变压器不仅起到变压的作用,还起到电气隔离的效果,这对于提高系统的安全性非常重要,尤其是在涉及电网连接的设备中。效率与体积:使用高频SPWM,变压器可以设计得更小更轻,因为高频使得变压器的铁芯可以使用更少的磁性材料,同时高频变压器的漏感和铜损相对较低,有助于提升系统效率。滤波要求:由于SPWM输出的是脉宽调制的波形,需要通过LC滤波器滤除高频谐波,仅保留或增强所需的基频成分(如50Hz或60Hz),以得到接近正弦波的纯净交流电。这一步对于保证电源质量至关重要。应用场合:这种方案常见于开关电源、UPS不间断电源以及某些类型的逆变器设计中,特别是在需要高效率、小型化以及高稳定性的场合。与高频逆变的区别:
逆变目的不同:传统意义上的高频逆变通常是指将直流电转换为高频交流电,然后再经过变压器降压和LC滤波后,转换为所需频率(如50Hz/60Hz)的交流电输出,主要目的是实现直流到交流的转换,而不一定包含变压隔离的功能。在某些逆变器设计中,高频逆变直接输出所需频率的交流电,不一定通过变压器进行二次变换。结构与复杂度:直接高频逆变可能不包含变压器或者使用较低频率的变压器,系统结构可能更为简单,但在需要隔离和变压的应用中,加入变压器的设计会更为复杂。应用场景:高频逆变广泛应用于太阳能光伏逆变器、车载电源、电池储能系统等,这些场景可能对输出频率和电压有特定要求,且不一定需要变压器提供的电气隔离。综上所述,虽然两者都涉及到高频SPWM技术和LC滤波,但具体的实现细节、系统设计考虑及应用场景有所差异。
是的,你提的这个方案这样实现也算高频逆变,但经过工频变压器效率就变低了,2023年的电赛A题就是做这么一个逆变器,逆变出24V交流电,然后通过隔离变压器并网到电网
第一张图给我种老式主机的感觉