笔者的UPS近日罢工了,长按启动开关,毫无反应,检查启动开关和电瓶正常,逆变功率管也正常,估计问题不是太大,决定自己检修。顺启动开关找到集成块U5(CD4013BE),查资料知道,CD4013BE是双D触发器,逻辑功能是:CLK(即我们所说的CP)=1(上升沿触发)。Q=D;CLK=0期间,触发器保持;R=1,触发器置零,Q=0.
根据实测的电路见附图。其工作原理如下:
长按启动开关SW,由电瓶来的12V,经D36加到4013的(14)脚和⑤脚(ID=1),同时经R88加到置零端④脚,1R=1,触发器A置零,IQ(①脚)=0,2 CLK((11)脚)=0,触发器B不工作。在(14)脚加上VDD的瞬间,C8、E12、E13同时开始充电,但充电时间各不相同,C8的最短(充电时间常数由C8和R81决定)。由于CS充电瞬间相当于短路,触发器B置零端R(⑩脚)=1,触发器B置零,Q
((13)脚)=0,2((12)脚)=1,C8充电毕,2R(⑩脚)=0,触发器B复位结束、E12刚充电瞬问也相当于短路,故N19截止,触发器A置零端R(④脚)的高电平不受影响,随着E12的充电(充电时间常数由E12和R99决定),N19基极电位达到0.7V,N19饱和,1R(④脚)=0,触发器A复位结束。E13刚充电瞬间也相当于短路,由于E13的作用使触发器A的CLK(③脚)电位由0上升,由于E13和R96构成的时问常数大,故E13充电比E12慢,当达到规定电平时。1CLK(③脚)=1,触发器A工作,由于ID(⑤脚)=1,故1 Q(①脚)=1,2CLK((11)脚)=1,触发器B工作,但由于触发器B的置零使2((12)-脚)=1,2Q(⑨脚)=1,所以2Q=1,即⑩脚输出高电平,D35、N18、N22相继导通,逆变电路工作,有220V交流电压输出,蜂鸣器BZ1也发出问断的报警声。启动后再断开SW,启动后的电路产生的12V经D33给CD40i3的(14)脚供电,也使⑤脚(ID=1)。SW断开后,E13经D38、RlU3快速放电,使1CLK(③脚)=0,而
E12经R99、R103放电,使N19截止,1R(④脚)=1,触发器A置零,IQ(①脚)=0,2CLK(①脚)=0,由于C8已充满电,2R(⑩脚)=O,触发器B维持原态,即2Q=1,亦即(13)脚始终为高电平,使逆变电路正常工作。
关机时,长按SW,触发器A的I作过程与开机时相同,IQ(①脚)=1,2CLK((11)脚)=1,触发器B工作,但由于启动完毕,2((12)脚)=0,所以2Q((13)脚)=2D(⑨脚)=2((12)脚)=0,触发器B翻转,(13)脚输出低电平,使D35、N18、N22相继截止,逆变电路停止置作,实现关机功能。
检测发现,长按SW,CD4013的③脚能升至6V,⑤、(14)脚始终为11.5V,而其余各脚始终为0,显然不正常,测外围元件没有发现问题,断定CD4013损坏,新购一块换上,长按SW,③脚电压升至5.5V时,(13)脚输出11V,逆变电路工作, 有220V输出;再长按SW,③脚电压升至5.5V时,(13)脚输出为0,实现关机,说明笔者的分析是正确的。
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