山特UPS(不间断电源)是一种含有蓄电池， 整流、逆变器为主要组成部分的恒压恒频电源，主要服务于计算机、网络系统或其它精密电力电子设备中，在保护计算机数据， 改善电网质量，防止停电和电网污染对用户造成危害等方面起着很重要的作用。山特UPS不间断电源已经成为保护重要设备必 需的配套产品。本文通过空分Y4 、Y5UPS 故障，分析了UPS 的工作方式、故障类型， 从而详细的得出故障的根本原因。

1事故经过

   某工艺反映二空分工艺氮压机和新液化冰机跳车，空压站Y4 、Y5 后台机失电，经检查发现B6 变UPS失电， UPS内部整流逆变电源及自动旁路电源开关均处于脱扣跳闸状态，低压盘UPS 主电源及辅助电源开关均处于脱扣跳闸状态。内部电容崩烧，旁路接触器K2 触点粘连。

2山特UPS电源故障分析 内部故障，是由硬件元器件失效、控制器失效或者功能潜在缺陷导致的故障。

2.1内部故障

①开关器件短路。开关短路通常由于外部负载过载短路冲击原因引起，也可能因驱动不正常使得逆变器桥臂直通引起。UPS单相半桥逆变原理电路图如图1。山特UPS电源长期运行，开关器件短路出现几率较大，后果非常严重。假设只有桥臂一个功率管Q1 先短路，无论是MOS管T1短路、反并联二极管短路或者都短路结果是一样的。若此时电感电流方向为正，则T2 施加脉冲时间内正常。当T2 施加驱动，桥臂立即直通，母线电压瞬间下跌到零，T1损坏。若T2短路，将 直流母线短接，最终T1T2 某个会开路，假设T2开路，三相输入保险F烧断母线电压降为零，输出电压为零。若T2 开路但输入保险F未炸毁而母线电压回升，则桥臂输出电压恒为Ed/2，电感迅速饱和，输出为Ed/2的直流电压，电感电流超出限流值，导致保护动作。若故障时电感电流方向为负现象基本同上，下管Q2 短路情况类似。但通常情况下输入保险F会炸毁，逆变无输出

(2) 开关器件开路。开关管开路也能外部负载过载短路冲击原因引起，也可能因驱动通道故障而器件上没有得到驱动所致。假设模块运行时MOS 管T1出现开路时电感电流方向为正，则为维持电感电流不变，不管故障发生时D2 为何种状态都立即通过电流，因T1管再也无法导通，D2管将电感电流续流到零。直到当电感电流反向时T2导通，电感电流增加，T2截至，电感电流通过D1续流。因开关频率较高，故故障发生至电感电流反相增加，其大小基本为零。电感电流反相时T2与D1轮流导通，电感电流恢复正常；若MOS 管T1出现开路时电感电流方向为负，因此时T2与D1轮流导通，不影响输出及电感电流。直到电感电流反相轮到T1工作时T1无法导通，其电感电流表现情况同上面相似。下管故障的情况也类似。

以上是开路MOS 管反并联的二极管未损坏的状况，下面分析T1与D1全部同时开

路的情况若故障发生在T1 和D2 轮流导通时，因T1 无法再导通，D1 迅速将电流续流到零。这时当T2 导通，电感电流反向从零增大，一旦T2驱动变低时，因D1开路，电感电流无续流回路，电感上电压急剧增加，击穿Q2 泄放能量。若Q2 被击穿成短路，则半桥一个均压电容电压直接加在输出滤波器上，电感迅速饱和，输出为Ed/2 的直流电压，电感电流超出限流值，导致保护动作。若Q2 被击穿成开路则上下管均完全开路， 以后因无输入能量故一直保持为零不变； 若故障发生在T2和D1轮流导通时，故障瞬间电感电流无续流通路电感上产生巨大反压击穿Q2管，Q2管被击穿成开路与短路的情况与上面相同。下管Q2 开路故障情况与上类似。由以上分析可见，开路时外在表现就是可能导致电感电流有半个周波或整个周波为零，还有可能导致输出电感饱和，电感电流达到限流值而保护关机。

2.2旁路故障

旁路故障可能为旁路可控硅过温或者可控硅损坏使得旁路输出电压异常。通常是逆变过载转旁路后负载功率仍然很大导致的，继而可能损坏旁路双向可控硅导致输出的异常。旁路驱动电路失效也会使旁路输出异常。

3结语

由上述故障分析可以知道，山特UPS电源故障的原因是多方面的，每一种不稳定因素均可以导致一连串的连锁反映，只针对此UPS 故障的主要原因还是元器件由于使用年限超长，元件老化，使得性能和稳定性大幅下降，同时由于市电电压、等各种因素的影响，导致整流部分一晶闸管被击穿，失去整流作用，并使整流输出中叠加交流分量，导致电容失效，滤波性能降低，存在交流分量，与IGBT逆变管的驱动信号耦合，造成逆变管导通时间加长，输出能量升高，反向电动势升高，使得电容爆炸和逆变部分损坏， 当系统检测到整流桥臂短路，逆变部分没有输出时，切换到静态旁路，由于此时频率、相位、幅度不同步，这就会在交流旁路电源和逆变器输出间形成“环流”，环流的发生就相当于在两种电源间产生局部短路，这也就是为什么旁路接触器K2 触点粘连的原因，由于有短路故障，旁路电源开关脱扣跳闸，最终使得UPS没有输出。