Источник бесперебойного питания MILLENIUM 1000

UPS (Uninterruptible Power Supply) - источник бесперебойного питания - в основном используется для снабжения стабильным и беспрерывным электричеством компьютерной техники и подключённых к ней аксессуаров. Современные маломощные компьютерные ИБП, как правило состоят из аккумуляторной батареи и двойного преобразователя, заряжающего аккумулятор во время питания от сети, и питающего подключённую нагрузку от него, во время скачков или полного пропадания сетевого напряжения. Существуют ещё ON-LINE ИБП, в которых питание нагрузки всегда происходит через преобразователь от аккумулятора, а при наличии сетевого напряжения осуществляется его буферная зарядка, но здесь будет рассмотрен именно первый вариант, так как он более распространён в домашнем использовании.

У большинства таких ИБП имеется защита от перегрузок и от глубокого разряда аккумулятора, но со временем его ресурс снижается и теряется способность поддерживать бесперебойное обеспечение электричества на выходе, что является самой частой причиной выхода ИБП из строя. Приходится его заменять на новый, но можно вернуть ему работоспособность, просто заменив аккумуляторную батарею, и в данной статье будет показано как это сделать на примере UPS MILLENIUM 1000, но таким образом автору приходилось ремонтировать много подобных ИБП, и принцип замены аккумулятора у всех аналогичный.

С передней стороны кроме логотипа и наклейки с названием имеется индикаторный светодиод и многофункциональная кнопка без фиксации, а так же графические обозначения трёх режимов работы звукового индикатора:

• частый прерывистый сигнал - нагрузка питается от аккумулятора и его заряд на исходе;
• короткие сигналы с длинными паузами - работа от аккумулятора в аварийном режиме;
• отсутствие звуковых сигналов - нагрузка питается от сети и устройство работает в нормальном режиме.

С задней стороны имеются вентиляционные отверстия, один входной и два выходных разъёма, один из которых так же был повреждён во время эксплуатации и нуждается в замене, а точнее в установке, так как в своё время он был полностью демонтирован:

Сверху на корпусе приклеена информирующая об использовании различных режимов работы наклейка. За свой, довольно долгий срок работы ИБП, эта наклейка потрепалась и её края загнулись, но на ней имеется важная информация, которая может быть необходима:

Как включать/выключать ИБП и правильно использовать его многофункциональную кнопку:

1. Подключите внешнее электропитание;
2. Для нормального включения ИБП нажмите и удерживайте кнопку питания до тех пор, пока звуковой сигнал не прекратится;
3. Чтобы отключить функцию ОТКЛЮЧЕНИЕ БЕЗ НАГРУЗКИ, нажмите и удерживайте кнопку «Питание» более 3 секунд, пока не прозвучит двойной звуковой сигнал;
4. Для выполнения самотестирования в режиме LINE, кратковременно нажмите кнопку питания;
5. Чтобы отключить звуковой сигнал в режиме BACKUP, кратковременно нажмите кнопку питания;
6. Для выключения ИБП, нажмите и удерживайте кнопку питания до тех пор, пока не прекратится звуковой сигнал.

С задней стороны корпуса, возле разъёмов, так же присутствует наклейка с информацией о модели, напряжении и мощности ИБП, а на входном разъёме установлен плавкий предохранитель на ток 4А:

На вход нужно подавать переменное напряжение в пределах 220-240 Вольт с частотой 50/60 Герц. При этом на выходе будет поддерживаться напряжение на уровне 220 Вольт, а максимально возможная заявленная нагрузка составляет 360 Ватт с коэффициентом мощности 0,6.

Для разборки устройства нужно отвинтить 4 шурупа, которые видны с нижней стороны корпуса:

После извлечения всех винтов следует снова перевернуть корпус, поставив ИБП в обычное положение, и снять верхнюю крышку отсоединив клеммы и разъёмы аккумулятора и трансформатора. В самой крышке останется только вся основная плата устройства:

Печатная плата представляет из себя односторонний фольгированный стеклотекстолит с односторонним расположением радиокомпонентов и удерживается в корпусе четырьмя винтами по углам, Открутив эти винты можно свободно извлечь её и произвести чистку или замену радиокомпонентов при необходимости:

Поближе рассмотрев плату ИБП в одном конце можно заметить мощные транзисторы оконечного каскада преобразователя с, рядом установленными, двумя параллельными предохранителями на ток 30 Ампер каждый, и блок переключающих реле возле разъёмов питания и трансформатора. В другом конце, возле кнопки и индикаторного светодиода, расположены контроллеры, а также узел их питания возле звукового сигнализатора:

На основании визуального осмотра и изучения имеющейся функциональности можно выделить основные узлы и составить блок-схему устройства данного ИБП:

От аккумулятора происходит начальное питание главного контроллера и без него ИБП не запустится, даже если подключена сетевая вилка питания и имеется переменное напряжение на входе. Далее контроллер производит управление основных узлов осуществляя стабилизацию выходного переменного напряжения, в нужный момент производя зарядку аккумулятора от сети, переключение в режим аварийного питания и индикацию состояния устройства. В любом случае питание нагрузки происходит от силового трансформатора через блок переключающих реле, коммутирующих обмотки трансформатора нужным образом в зависимости от напряжения в сети или мощности нагрузки.

Трансформатор располагается в нижней части корпуса и легко вынимается простым выдвиганием из удерживающих его пазов. Для высоковольтной цепи он представляет из себя автотрансформатор (трансформатор с электрической связью) и имеет несколько выводов, коммутируемых с помощью реле для поддержания относительно стабильного напряжения на нагрузке. Выводы низковольтной обмотки снабжены клеммами, выдерживающими большой ток, а выводы высоковольтной обмотки имеют разъём, совмещённый со средним выводом низковольтной обмотки, соединяемой с положительным полюсом аккумулятора, в следствии чего запуск ИБП не произойдёт с отсоединённым разъёмом трансформатора:

Диагностика неисправности и ремонт

Теперь собственно о том, зачем разбирался описываемый ИБП. Устройство явно нуждалось в ремонте по двум причинам, которые будут рассмотрены далее. По внешним признакам можно сразу заметить отсутствие одного из выходным разъёмов для подключения нагрузки (монитора или системного блока), который в своё время был повреждён и удалён. Разъём должен быть стандартного типа с тремя контактами, и фиксирующими и удерживающими его защёлками:

Но к сожалению в наличии не оказалось точно такого разъёма, и вместо него был использован отрезок кабеля с разъёмом такого же типа на конце. Такие кабели предназначены для подключения непосредственно к нагрузке и имеют такую же структуру, как установленный на ИБП выходной разъём:

Для жёсткого закрепления кабеля с разъёмом в корпусе ИБП, использовалась металлическая скоба с отверстиями под удерживающий винт, устанавливаемая на кабеле и впоследствии зажимающая его после привинчивания винта к корпусу:

Разъём, а соответственно и кабель, имеет три контакта для подсоединения - "нейтральный", "заземление" и "линия", которые должны быть подключены к устройству соответствующим образом:

• нейтральный - синий;
• заземление - жёлто-зелёный;
• линия - коричневый.

Все выводы были подключены параллельно второму выходному разъёму на ИБП аналогичным образом, а металлическая скоба была закреплена с внутренней стороны на корпусе устройства для надёжной фиксации кабеля:

Трансформатор, после очистки от пыли, был обратно установлен на своё место в удерживающие его пазы, и новый разъём с кабелем никак не помешал установке и не нарушил бывшую конструкцию:

Замена аккумулятора

Второй, и главной по значимости, причиной разборки устройства была неустойчивая работа ИБП в аварийном режиме (от штатного аккумулятора, во время пропадания электричества в осветительной сети). Не всегда происходило своевременное переключение на автономное питание и оно поддерживалось всего лишь несколько секунд, после чего устройство полностью отключалось, обесточивая потребитель (системный блок компьютера) не выполняя свою функцию поддержания электроэнергии на нагрузке. Это происходило из-за увеличившегося внутреннего сопротивления отслужившего свой срок аккумулятора и проседания напряжения на нём под нагрузкой ниже допустимого. Требовалась замена аккумуляторной батареи и был подобран схожий по характеристикам экземпляр:

Аккумулятор для замены подбирается в каждом конкретном случае индивидуально - по напряжению, ёмкости и габаритам для каждого отдельного ИБП. В данном случае аккумулятор полностью удовлетворял всем требованиям и его смело можно устанавливать вместо старого, отслужившего свой срок. Батарея имеет две клеммы, выделенные разными цветами, обозначающими их соответствующую полярность: чёрный - отрицательный, красный - положительный. Вместе с аккумуляторной батареей так же были заменены клеммы на проводах самого ИБП, которые не нуждаются в пайке и устанавливаются простым обжатием:

Далее аккумулятор устанавливается в предназначенный для него отсек в корпусе, тем самым прижимая и фиксируя трансформатор, предотвращая его от выдвигания из пазов, а средний вывод низковольтной обмотки трансформатора подключается к положительной клемме аккумулятора:

Включение и проверка

Разъёмы и клеммы трансформатора соединяются с платой, а в разрыв отрицательного полюса питания был подключён мультиметр в режиме измерения больших токов (до 10 Ампер) для замера тока потребления ИБП в ждущем режиме и на холостом ходу преобразователя. При этом раздаётся кратковременный звуковой сигнал, сигнализирующий о подаче напряжения питания, и видно, что устройство потребляет мизерный ток, даже не регистрируемый амперметром тестера:

После запуска преобразователя долговременным нажатием кнопки, без включения в осветительную сеть и без подключённой к выходу нагрузки, потребление тока в первичной цепи от аккумулятора составило 450 мА, что вполне нормально для такого устройства:

После проверки и недолгого тестирования корпус ИБП собирается в обратном порядке. С задней стороны к сожалению осталось прямоугольное отверстие на месте испорченного выходного разъёма, а новый разъём кабелем выведен наружу. И хотя выглядит не совсем эстетично, и идеальным вариантом была бы замена старого разъёма на точно такой же, но устройству была возвращена прежняя функциональность и удобство подключения с возможностью одновременного запитывания как системного блока компьютера, так и монитора:

Теперь можно свободно подключать ИБП в сеть, подавая на него питание для зарядки аккумуляторной батареи, и подсоединять нагрузку к обоим выходным разъёмам, используя устройство по назначению, для бесперебойного обеспечения электроэнергией компьютерной техники:

Вот так легко можно заменить аккумуляторную батарею и не нужно спешить отправлять устройство в мусорный бак. Ну а тех, у кого пока ещё нет ИБП, следует обязательно предупредить, неопытным будущим покупателям источников бесперебойного питания (UPS) - не следует обращать большого внимания на номер модели в названии той или иной марки, могут быть указаны цифры типа 600, 800, 1000 или другие, и они обычно никак не связаны с отдаваемой номинальной или максимальной мощностью. Мощность обязательно будет указана в привычном для неё виде типа 250W или например 400VA (зависит от конкретного устройства) и приведённый здесь пример наглядно подтверждает это.

По теме электропитания и аккумуляторов читайте так же статьи о полезном многофункциональном измерительном приборе для аккумуляторных батарей, и о том, как сделать буферное зарядное устройство и правильно заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы.