레디스(LADIS) D1500 무정전전원공급장치(UPS) 분해 분석
집의 네트워크 캐비닛에 사용 중인 UPS가 고장 났는데, 배터리가 충전이 안 되는 것 같습니다. 시전을 차단하면 직접 출력이 없고, 부하를 차단해도 짧은 시간 동안만 무부하 출력이 가능합니다. 배터리가 고장난 것 같습니다. 발견했을 때 마침 1년 보증 기간이 지난 후였습니다. 레디스 UPS 2개를 구매했는데, 더 오래전에 구매한 다른 모델도 배터리 지속 시간이 부족한 문제가 있었습니다. 배터리 지속 시간이 5분 미만으로 단축되었는데, 다행히 보증 만료 1개월 전에 문제를 발견해서 징동에서 교환 신청했습니다. 레디스 UPS 배터리가 모두 빠르게 열화되는 것 같습니다.
분해 영상: https://www.bilibili.com/video/BV1dy411b77e/
틱톡 쇼핑몰 2.6원 120W 충전기 테스트 및 분해: https://blog.zeruns.com/archives/786.html
사양
- 모델: D1500
- 용량: 1500VA/900W
- 입력 전압 범위: 145~290VAC
- 역률: ≥0.99 @정격 전압(100% 부하)
- 출력 전압 범위(시전 모드): 195~255VAC
- 출력 주파수 범위(배터리 모드): 50Hz ± 0.5Hz
- 출력 파형(배터리 모드): 구형파
- 전환 시간: ≤10ms
- 배터리 모델: 12V/9AH
- 배터리 수량: 2개
- 충전 시간: 10시간~16시간
- 크기: 길이×너비×높이 320*120*190mm
- 무게: 11kg
구매 주소:
- 레디스 D1500: https://u.jd.com/xsJjvIr
- 슈나이더 BK650M2: https://u.jd.com/xiJZA8x
- 화웨이 1KTTS-1KVA/800W: https://u.jd.com/xqJoSOJ
분해
정면
측면
후면
하단
덮개를 연 후 측면, 아래는 변압기와 두 개의 12V9AH 납산 배터리가 있고, 배터리는 직렬로 연결되어 있으며, 위에는 회로 기판이 있습니다.
분해 후 상단
메인 제어 칩 모델은 ATmega168PA이며, 8비트 마이크로컨트롤러입니다.
옆에는 MC34063A 모델의 DCDC 강압 전원 칩이 있으며, 마이크로컨트롤러와 릴레이에 전원을 공급하는 데 사용되는 것으로 보입니다.
회로 기판 정면
UTC339 칩, 4채널 전압 비교기입니다.
EM78M612AAPJ는 Elan Microelectronics Corporation에서 제조한 마이크로컨트롤러이며, EM78M612 시리즈에 속합니다. 이 시리즈는 8비트 RISC 아키텍처 기반의 범용 직렬 버스(USB) 마이크로컨트롤러로, 저속 USB 장치 애플리케이션에 적합합니다. 이 마이크로컨트롤러는 직렬 통신 기능이 필요한 전자 장치 또는 시스템에 광범위하게 사용되며, 특히 USB 장치 애플리케이션에서 표준 USB 명령을 자동으로 인식하고 디코딩하여 USB 장치의 펌웨어 설계를 단순화할 수 있습니다.
회로 기판의 커패시터 브랜드는 모두 AISHI(艾华)입니다.
MOS 트랜지스터는 우시 자광마이크로의 115N68A이며, 사양은 68V 115A입니다.
인버터 회로 기판 제거 후
배터리 브랜드는 LADS이고, 모델은 SS9-12이며, 12V9AH 납산 배터리 2개가 직렬로 연결되어 있습니다.
정면 LCD 디스플레이 회로 기판
전기 브리지로 측정한 변압기 1차 코일 인덕턴스 값은 2.0948mH입니다.
분석
전자/마이크로컨트롤러 기술 교류 QQ 그룹: 2169025065
배선을 대략 살펴보고 이 UPS의 인버터 부분의 회로를 간단히 그렸습니다. 대략적인 회로도일 뿐 다양한 세부 사항과 제어 부분은 그리지 않았습니다.
이 UPS의 인버터는 공업 주파수 인버터에 속하며, MOS 트랜지스터로 구성된 H 브리지 회로를 통해 PWM 신호로 이들 MOS 트랜지스터를 제어하여 50Hz 구형파 저압 교류 전기를 생성한 후 공업 주파수 변압기를 통해 220V 교류 전기로 승압합니다.
(고주파 인버터의 대략적인 원리는 먼저 DCDC를 통해 약 400V로 승압한 후, SPWM 파로 MOS 트랜지스터를 제어하여 고주파 교류 신호를 생성한 후, 인덕터와 커패시터로 구성된 LC 필터를 통해 저주파 교류 전기를 필터링하여 인버전을 구현하는 것입니다. 변환 효율은 공업 주파수 인버터보다 훨씬 높습니다. 제 설명이 정확하지 않을 수 있으니 참고만 하시고, 전문가께서는 댓글 섹션에서 설명해 주시기 바랍니다.)
그 다음 이 공업 주파수 인버터의 2차 측에는 4개의 탭이 있으며, 4개의 릴레이의 제어를 통해 시전 직통 출력, 시전에서 배터리 충전, 배터리 인버터 출력 등의 기능을 구현합니다. 배선은 아래 PCB 사진에서 확인할 수 있으며, 각 인터페이스를 표시했습니다.
UPS가 시전으로 전원을 공급할 때 동시에 이 공업 주파수 변압기를 통해 저압 교류 전기를 출력하여 이 H 브리지 회로에 공급합니다(이때 이 변압기의 1차 측과 2차 측이 서로 바뀐 것과 같습니다). H 브리지 회로의 이들 MOS 트랜지스터의 체 다이오드가 정확히 정류 브리지를 구성하여 직류 전기로 정류한 후, 커패시터 필터링을 거쳐 배터리를 충전합니다.
이 회로는 양방향 AC-DC 변환기와 같습니다.
UPS의 배터리 연결 두 선을 조정 가능한 전원에 연결하고, 조정 가능한 전원을 24V 전압 출력으로 설정하고, UPS를 켜서 출력하면 무부하 전력 소비는 약 18와트이며, 무부하 전력 소비가 약간 큽니다.
인버터 변환 효율을 테스트했으며, 입력 전력 104W, 출력 전력 80W, 효율은 약 77%입니다.
배터리만 충전해 보았는데, 몇 초 만에 24V로 충전되었습니다(두 배터리 직렬). 충전 전류가 매우 작으며, 충전을 중단하면 배터리 전압이 매우 빠르게 떨어집니다.
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