آموزش تخصصی تعمیر یو پی اس (UPS)
مقدمه
یو پی‌اس (UPS) یا منبع تغذیه بدون وقفه، از مهم‌ترین تجهیزات حفاظتی در سیستم‌های الکترونیکی حساس است. خرابی یو پی‌اس می‌تواند باعث از دست رفتن اطلاعات، آسیب به تجهیزات و توقف فرآیندهای حیاتی شود. در این مقاله به روش‌های تعمیر تخصصی یو پی‌اس می‌پردازیم تا بتوانید درک درستی از فرآیند عیب‌یابی، تعمیر و نگهداری این دستگاه به‌دست آورید.
فهرست مطالب
- یو پی‌اس چیست و چگونه کار می‌کند؟
- علائم خرابی یو پی‌اس
- مراحل عیب‌یابی تخصصی UPS
- اجزای قابل تعمیر در یو پی‌اس
- ابزارها و تجهیزات لازم برای تعمیر یو پی‌اس
- نکات ایمنی در زمان تعمیر UPS
- هزینه تعمیر یو پی‌اس چقدر است؟
- آیا تعمیر بهتر است یا تعویض؟
- جمع‌بندی و نکات کلیدی
- آموزش تعمیر تخصصی یو پی‌اس (UPS) | راهنمای کامل برای تکنسین‌ها
- نتیجه گیری نهایی
1. یو پی‌اس چیست و چگونه کار می‌کند؟
یو پی‌اس یا منبع تغذیه اضطراری، وظیفه تأمین برق موقتی برای دستگاه‌های حساس مانند سرورها، تجهیزات پزشکی، و دوربین‌های مداربسته را دارد. این دستگاه بین برق شهری و تجهیزات قرار گرفته و در صورت قطع برق، به‌صورت آنی، توان مورد نیاز را از باتری تأمین می‌کند.
2. علائم خرابی یو پی‌اس
- قبل از هر گونه تعمیر، باید مطمئن شوید که یو پی‌اس دچار مشکل شده است. برخی از علائم رایج خرابی یو پی‌اس عبارت‌اند از:
- روشن نشدن دستگاه
- صدای غیرعادی از فن یا رله‌ها
- شارژ نشدن باتری‌ها
- خاموش شدن ناگهانی در هنگام قطعی برق
- خطاهای هشدار در پنل نمایشگر (مانند OVERLOAD یا BATTERY FAULT)
- آموزش تعمیر تخصصی یو پی‌اس (UPS) | راهنمای کامل برای تکنسین‌ها
3. مراحل عیب‌یابی تخصصی UPS
گام اول: بررسی اولیه
گام دوم: تست ولتاژ
گام سوم: بررسی بردهای الکترونیکی
- دستگاه روشن می‌شود یا خیر؟
- آیا نمایشگر ارور خاصی نمایش می‌دهد؟
- وضعیت باتری‌ها چطور است؟
- بررسی ورودی برق (AC IN)
- بررسی خروجی یو پی‌اس (AC OUT)
- بررسی ولتاژ باتری‌ها با مولتی‌متر
- برد کنترلر (کنترل فرمان، اینورتر)
- برد شارژر (مخصوص شارژ باتری)
- برد اینورتر (تبدیل DC به AC)
4. اجزای قابل تعمیر در یو پی‌اس
در تعمیر تخصصی یو پی‌اس، برخی از قطعات بیشتر دچار آسیب می‌شوند و قابل تعویض یا تعمیر هستند:
- باتری‌ها: در صورت خرابی، باید تعویض شوند.
- فیوزها و رله‌ها: به‌سادگی قابل تست و تعویض‌اند.
- برد اینورتر و شارژر: نیاز به تخصص الکترونیک دارد.
- فن خنک‌کننده: خرابی آن باعث گرم شدن دستگاه و عملکرد ضعیف می‌شود.
5. ابزارهای لازم برای تعمیر یو پی‌اس
تعمیر یو پی‌اس بدون تجهیزات حرفه‌ای ممکن نیست. مهم‌ترین ابزارها عبارت‌اند از:
- مولتی‌متر دیجیتال
- اسیلوسکوپ حداقل 20MHz برای بررسی SPWM و نویز
- ESR متر برای تست خازن‌ها
- هیتر و هویه برای لحیم‌کاری
- تستر باتری
- منبع تغذیه آزمایشگاهی
- LCR متر پیشرفته برای تست ترانس و القاگرها
6. نکات ایمنی در زمان تعمیر UPS
به دلیل وجود ولتاژ بالا و ذخیره انرژی در باتری‌ها، رعایت نکات ایمنی الزامی است:
- همیشه دستگاه را از برق جدا کنید.
- باتری‌ها را جدا کرده و تخلیه کنید.
- از دستکش عایق استفاده کنید.
- بردهای الکترونیکی را روی سطح آنتی‌استاتیک بررسی کنید.
7. هزینه تعمیر یو پی‌اس چقدر است؟
در بسیاری از مواقع تعمیر اقتصادی‌تر از خرید یو پی‌اس جدید است، به شرط آنکه توسط تکنسین متخصص UPS انجام شود.
8. تعمیر بهتر است یا تعویض؟
تصمیم بین تعمیر و تعویض، به عمر دستگاه و شدت خرابی بستگی دارد. در مواردی که:
- عمر یو پی‌اس بیشتر از ۷ سال است،
- چند برد به‌طور هم‌زمان دچار مشکل شده‌اند،
- یا باتری‌ها چند بار تعویض شده‌اند،
بهتر است به‌جای صرف هزینه‌ی مکرر، یو پی‌اس جدید تهیه کنید.
آموزش تعمیر تخصصی یو پی‌اس (UPS) | راهنمای کامل برای تکنسین‌ها
تعمیر تخصصی یو پی‌اس نیازمند آشنایی با ساختار داخلی دستگاه، تحلیل الکترونیکی بردها و نحوه عملکرد واحدهای مختلف از جمله اینورتر، شارژر، رله‌ها و سیستم کنترل است. در این مقاله، گام‌به‌گام مراحل تعمیر UPSهای Line-Interactive و Online را بررسی می‌کنیم.
🔧 پیش‌نیاز: آشنایی با معماری UPS
یک UPS از بخش‌های اصلی زیر تشکیل شده:
| بخش | توضیح تخصصی |
|---|---|
| Bridge Rectifier | یکسوکننده پل دیودی (معمولاً شامل ۴ دیود یا ماژول‌های پل KBPC) که ولتاژ AC ورودی را به DC پالسی تبدیل می‌کند. معمولاً با خازن‌های بزرگ و چوک‌های EMI همراه است تا ریپل و نویز کاهش یابد. |
| Battery Charger | مدار تبدیل DC به DC برای کنترل جریان و ولتاژ شارژ باتری‌ها. اغلب از آی‌سی‌های کنترل سوئیچینگ (مثل UC3842، TL494) با فیدبک نوری استفاده می‌شود. بسته به نوع باتری (AGM، Li-ion) پروفایل شارژ تنظیم می‌شود. |
| Battery Bank | مجموعه‌ای از باتری‌های متصل به‌صورت سری و موازی جهت تأمین انرژی در زمان قطعی برق. نوع باتری‌ها اغلب AGM VRLA یا در مدل‌های پیشرفته، Li-ion با BMS داخلی هستند. |
| Inverter | مدار تبدیل ولتاژ DC باتری به ولتاژ AC استاندارد. متشکل از پل H یا نیم‌پل MOSFET/IGBT با کنترل SPWM توسط MCU یا آی‌سی‌های کنترلر. خروجی معمولاً فیلتر LC دارد تا موج شبه‌سینوسی یا سینوسی خالص تولید کند. |
| Static Switch / Relay | مدار سوییچینگ برای انتقال بین برق شهر و خروجی اینورتر به‌صورت خودکار. در مدل‌های آنلاین از SSR (رله حالت جامد) یا رله‌های سریع صنعتی استفاده می‌شود تا در صورت خطا یا بار سنگین، مسیر مناسب انتخاب شود. |
| Control Board (MCU) | برد فرمان با میکروکنترلر ARM، AVR یا DSP که سیگنال‌های PWM، مانیتورینگ ولتاژ/جریان/دما، سوئیچ بار، مدیریت شارژ و مدیریت خطا را کنترل می‌کند. این برد با LCD، EEPROM، سنسورها و درایورهای گیت ارتباط مستقیم دارد. |
مرحله ۱: بررسی ظاهری و چک اولیه
- نشتی خازن‌ها، سوختگی مقاومت‌ها یا ترک برد PCB
- بررسی صداهای غیرعادی (نویز کویل یا فن)
- بررسی عمر باتری با تستر باتری یا ولتاژ پایین در بارگذاری
✅ باتری خراب، بیشترین علت خرابی UPS است و ابتدا باید از سلامت آن مطمئن شوید.
مرحله ۲: تست و تعمیر ماژول باتری
روش تست باتری:
- باتری را جدا کنید.
- با مولتی‌متر ولتاژ هر سلول را اندازه بگیرید (نرمال: 12.5V+).
- سپس زیر بار (مثلاً با لامپ 12V/21W) تست کنید. اگر ولتاژ سریع افت کرد، باتری ضعیف یا سولفاته است.
✳️ تعمیر باتری:
- باتری سرب‌اسیدی قابل تعمیر نیست، فقط تعویض.
- در باتری‌های Li-ion (UPS خاص)، ممکن است BMS آسیب دیده باشد. با تستر IC و شماتیک بررسی شود.
مرحله ۳: بررسی و تعمیر برد شارژر
برد شارژر معمولاً دارای:
- آی‌سی PWM کنترل شارژ (UC3842 یا SG3525)
- ماسفت سوئیچینگ (IRFxxx)
- ترانس ایزوله
- دیودهای شاتکی پر سرعت
✳️ تست:
- بررسی ولتاژ خروجی شارژ DC (معمولاً بین 13.6V تا 14.4V برای باتری 12V)
- بررسی دیودها با مولتی‌متر (حالت Diode)
- بررسی ماسفت با تست گِیت و درین
- بررسی آی‌سی PWM با اسیلوسکوپ (پالس‌های 25-50kHz)
✳️ خرابی رایج:
- ماسفت سوخته → اتصال کوتاه بین Drain و Source
- دیود شاتکی خراب → افت ولتاژ زیاد در خروجی
⚙️ مراحل تست دقیق برد شارژر
🛠 تست پل دیود و ورودی AC:
- بررسی دیودهای پل (KBPCxxx): مقاومت دوطرفه چک بشه.
- تست NTC (برای محدود کردن جریان اولیه): در حالت سرد باید بین 5–20Ω باشه.
- خازن‌های الکترولیت: با ESR متر بررسی بشن. ESR بالا نشونه خشک شدن یا خرابی است.
🛠 تست مدار PWM:
- آی‌سی PWM مثل UC3842 باید سیگنال Gate پالس مربعی تولید کنه با فرکانس بین 20 تا 60kHz.
- خروجی آی‌سی روی پایه GATE بررسی بشه: اگر نوسان نداره → آی‌سی یا تغذیه‌اش مشکل داره.
- ولتاژ پایه Vcc: معمولاً 12V. اگر کمتره → بررسی رگولاتور یا مقاومت‌های تامین اولیه.
🛠 تست ماسفت‌ها:
- بررسی Drain-Source برای اتصال کوتاه.
- بررسی Gate برای دریافت پالس PWM.
- در صورت سوختن، معمولاً سوراخ یا سیاه شدن ماسفت دیده میشه.
مرحله ۴: عیب‌یابی مدار اینورتر
اینورتر از مهم‌ترین بخش‌های UPS است که DC باتری را به برق AC تبدیل می‌کند.
ساختار مدار اینورتر:
- توپولوژی Half Bridge یا Full Bridge
- ترانس High Frequency
- آی‌سی SPWM مثل SG3525 / TL494 یا میکروکنترلر داخلی
- درایور گیت (IR2110 / TLP250)
✳️ روش تست تخصصی:
- بررسی سلامت ماسفت یا IGBT با تستر ترانزیستور
- بررسی سیگنال SPWM با اسیلوسکوپ:
- فرکانس بین 20 تا 100kHz
- Duty Cycle متغیر بسته به توان
- بررسی خروجی اینورتر: باید ولتاژ سینوسی (یا شبه‌سینوسی) با THD پایین باشد.
- بررسی ترانس با LCR متر یا اندازه‌گیری مقاومت اولیه و ثانویه
✳️ رایج‌ترین ایرادات اینورتر:
| علامت | علت |
|---|---|
| برق قطع می‌شود پس از چند ثانیه | خطای over current |
| صدای نویز زیاد | خرابی در PWM یا اشباع ترانس |
| خروجی AC صفر | ماسفت یا درایور سوخته |
مرحله ۵: بررسی برد کنترل (Main MCU)
در UPSهای حرفه‌ای، کنترلر از نوع ARM، AVR یا DSP است. این برد وظیفه:
- مدیریت بار
- تشخیص خطا
- مدیریت ولتاژ و سوئیچینگ
- و ارسال سیگنال‌های حفاظتی دارد.
✳️ موارد بررسی:
- آی‌سی MCU گرم می‌شود؟ → ایراد نرم‌افزاری یا آسیب فیزیکی
- بررسی ولتاژ Vcc آی سی MCU: معمولاً 3.3V یا 5V
- بررسی پین‌های کلاک آی سی MCU (Crystal 8MHz, 16MHz یا 32kHz) با اسیلوسکوپ
- اگر کلاک نباشد → MCU بوت نمی‌شود
- ارتباط بین برد کنترل و درایورها برقرار است؟ (بررسی خطوط PWM، UART، یا I2C)
- در صورت بوت نشدن دستگاه، ممکن است EEPROM یا نرم‌افزار MCU خراب باشد.
- UART، I2C، SPI → بررسی سیگنال با اسیلوسکوپ
- ارتباط با LCD یا EEPROM بررسی شود (خرابی EEPROM باعث بوت نشدن کامل می‌شود)
- اگر هیچ فعالیتی نیست، ممکن است MCU آسیب دیده یا حافظه فلش آن پاک شده باشد.
- استفاده از پروگرامر (ST-Link یا USBasp) برای بررسی حافظه و ری‌فلش کردن firmware
✳️ ابزارهای مفید:
- پروگرامر MCU (ST-Link / USBasp / JTAG)
- اسیلوسکوپ برای بررسی کلاک و سیگنال‌های کنترلی
- منبع تغذیه آزمایشگاهی برای تست مستقل مدارها
مرحله ۶: تست نهایی در شرایط واقعی
پس از تعمیر، UPS باید در شرایط بار کامل (Load Test) و بدون باتری نیز بررسی شود:
- بار ۵۰٪ برای ۱۵ دقیقه
- تست زمان سوییچینگ بین برق شهر و اینورتر (≤ 10ms)
- تست دمای اجزا با ترموکمرا
🔐 نکات ایمنی حرفه‌ای
- همیشه باتری‌ها را کاملاً ایزوله کنید.
- از کانال‌های سیم ارت جداگانه برای تجهیزات آزمایشگاهی استفاده کنید.
- اگر برد دچار شار لاک است، پاک‌سازی با ایزوپروپیل قبل از تعمیر انجام شود.
- در مدارهای High Voltage، از کاور ایمنی در حین روشن بودن استفاده کنید.
نتیجه گیری نهایی
تعمیر تخصصی UPS یک کار ترکیبی بین الکترونیک قدرت، الکترونیک دیجیتال و مهندسی کنترل است. داشتن شماتیک دستگاه، دیتاشیت قطعات و ابزارهای پیشرفته مثل اسیلوسکوپ و منبع تغذیه آزمایشگاهی، کلید موفقیت در تعمیرات حرفه‌ای است. اگر تجربه کافی ندارید، بهتر است با مراکز تعمیرات تخصصی همکاری کنید.
اولین دیدگاه را ثبت کنید