Разборка и анализ источника бесперебойного питания (ИБП) LADIS D1500.
Мой домашний сетевой шкаф использует ИБП, который вышел из строя. Похоже, батарея не заряжается, при отключении сетевого питания нет выхода, при отключении нагрузки может работать в режиме холостого хода некоторое время. Похоже, батарея неисправна. Обнаружил проблему ровно через год после истечения гарантии. Я купил два ИБП LADIS, и у более старого модели также была проблема с временем автономной работы батареи, которое упало ниже 5 минут. К счастью, я обнаружил проблему за месяц до истечения гарантии и подал заявку на замену на JD.com. Похоже, батареи ИБП LADIS деградируют очень быстро.
Видео разборки: https://www.bilibili.com/video/BV1dy411b77e/
Тестирование и разборка зарядного устройства мощностью 120 Вт стоимостью 2,6 юаня из магазина Douyin: https://blog.zeruns.com/archives/786.html
Характеристики
- Модель: D1500
- Емкость: 1500VA/900W
- Диапазон входного напряжения: 145~290VAC
- Коэффициент мощности: ≥0.99 @номинальное напряжение (100% нагрузка)
- Диапазон выходного напряжения (режим сетевого питания): 195~255VAC
- Диапазон выходной частоты (режим батареи): 50Hz ± 0.5Hz
- Форма выходного сигнала (режим батареи): прямоугольная волна
- Время переключения: ≤10ms
- Модель батареи: 12V/9AH
- Количество батарей: 2 шт.
- Время зарядки: 10~16 часов
- Размеры: длина×ширина×высота 320*120*190mm
- Вес: 11kg
Ссылки для покупки:
- LADIS D1500: https://u.jd.com/xsJjvIr
- Schneider BK650M2: https://u.jd.com/xiJZA8x
- Huawei 1KTTS-1KVA/800W: https://u.jd.com/xqJoSOJ
Разборка
Передняя панель
Боковая сторона
Задняя панель
Нижняя часть
Боковая сторона после открытия крышки. Внизу находится трансформатор и две свинцово-кислотные батареи 12V9AH, батареи соединены последовательно, сверху находится печатная плата.
Верхняя часть после разборки
Основной контроллер - микроконтроллер ATmega168PA, 8-битный.
Рядом находится микросхема DC-DC понижающего преобразователя MC34063A, которая, вероятно, питает микроконтроллер и реле.
Передняя сторона печатной платы
Микросхема UTC339, четырехканальный компаратор напряжения.
EM78M612AAPJ - это микроконтроллер, производимый компанией Elan Microelectronics Corporation, входящий в серию EM78M612. Эта серия представляет собой 8-битный микроконтроллер на основе архитектуры RISC с поддержкой универсальной последовательной шины (USB), предназначенный для приложений низкоскоростных USB-устройств. Этот микроконтроллер широко используется в электронных устройствах и системах, требующих функций последовательной связи, особенно в приложениях USB-устройств, где он может автоматически распознавать и декодировать стандартные USB-команды, упрощая разработку встроенного ПО USB-устройств.
Все конденсаторы на печатной плате производства AISHI (艾华).
МОП-транзистор - 115N68A от Wuxi Ziguang Micro, параметры: 68V 115A.
После снятия платы инвертора
Батарея производства LADS, модель SS9-12, свинцово-кислотная батарея 12V9AH, две соединены последовательно.
Печатная плата ЖК-дисплея на передней панели
Измеренное с помощью мостика индуктивности значение первичной обмотки трансформатора составляет 2.0948mH.
Анализ
Группа обмена электроникой/микроконтроллерами QQ: 2169025065
Посмотрев на разводку, я примерно нарисовал схему инверторной части этого ИБП. Это только примерная схема, без деталей и части управления.
Инвертор этого ИБП, похоже, относится к сетевым инверторам, то есть МОП-транзисторы образуют мост H, а затем через сигнал PWM управляют этими МОП-транзисторами для создания низковольтного переменного тока 50Hz прямоугольной волны, который подается на сетевой трансформатор для повышения до 220V переменного тока.
(Принцип высокочастотного инвертора примерно следующий: сначала повышают напряжение до примерно 400V через DC-DC, затем управляют МОП-транзисторами волной SPWM для создания высокочастотного сигнала переменного тока, затем через LC-фильтр, состоящий из индуктивности и емкости, фильтруют низкочастотный переменный ток для реализации инверсии. Эффективность преобразования намного выше, чем у сетевого инвертора. Мое описание может быть неточным, это просто для справки, эксперты могут объяснить в комментариях)
Вторичная обмотка этого сетевого инвертора имеет 4 отвода, которые через управление 4 реле реализуют функции: прямой выход сетевого питания, зарядка батареи от сети, выход инвертора от батареи и т.д. Разводку можно посмотреть на фотографиях печатной платы ниже, я отметил все интерфейсы.
Когда ИБП питается от сети, через этот сетевой трансформатор выводится низковольтный переменный ток на мост H (в этот момент первичная и вторичная обмотки трансформатора как бы поменялись местами), телесные диоды МОП-транзисторов моста H образуют выпрямительный мост, который выпрямляет ток в постоянный, затем после фильтрации конденсатором заряжает батарею.
Эта схема по сути является двунаправленным преобразователем AC-DC.
Две линии подключения батареи ИБП подключены к регулируемому источнику питания, установленному на выход 24V. ИБП включен и выдает выход, потребление без нагрузки составляет около 18 ватт, что немного велико.
Протестировал эффективность преобразования инвертора: входная мощность 104W, выходная мощность 80W, эффективность около 77%.
Пытался отдельно заряжать батарею, за несколько секунд она зарядилась до 24V (две батареи последовательно), ток зарядки очень мал, затем при отключении зарядки напряжение батареи падает очень быстро.
Рекомендуемое чтение
- Рекомендации по недорогим и высокопроизводительным VPS/облачным серверам: https://blog.zeruns.com/archives/383.html
- Учебник по запуску сервера Minecraft: https://blog.zeruns.com/tag/mc/
- Создание блога без кода! Очень подробное руководство по созданию личного блога: https://blog.zeruns.com/archives/783.html
- Оценка производительности облачного сервера Rainyun Ningbo 8272CL с высокой защитой и большой пропускной способностью, максимум 500 Мбит/с пропускной способности и 1 ТБ облачного хранилища: https://blog.zeruns.com/archives/789.html
- Цифровой источник питания Buck-Boost с синхронным выпрямлением на основе STM32, открытый исходный код: https://blog.zeruns.com/archives/791.html