变频器的开关电源电完全可以简化为上图电模型,电中的关键要素都包含在内了。而任何复杂的开关电源,剔除枝蔓后,也会剩下上图这样的主干。其实在检修中,要具备对复杂电的"化简"的能力,要在看似杂乱无章的电伸展中,拈出这几条主要的脉络。要向解牛的庖丁学习,训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电,只有各部分脉络和脉络的——振荡回、稳压回、回和负载回等。
1、振荡回:开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通;R1提供了启动电流;自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。这三个环节的正常运行,是电源能够振荡起来的先决条件。
2、稳压回:N3、D3、C4等的+5V电源,R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回。
3、回:PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流回;N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的电;实质上稳压回的电压反馈信号——稳压信号,也可看作是一电压信号。但电的内容并不仅是局限于电本身,电的起控往往是由于负载电的异常所引起。
4、负载回:N3、N4次级绕组及后续电,均为负载回。负载回的异常,会牵涉到回和稳压回,使两个回做出相应的和调整动作。
振荡芯片本身参与和构成了前三个回,芯片损坏,三个回都会一齐。对三个或四个回的检修,是在芯片本身正常的前提下进行的。另外,要像下象棋一样,用全局观念和系统思来进行故障判断,透过现象看本质。如停振故障,也许并非由振荡回元件损坏所引起,有可能是稳压回故障或负载回异常,导致了芯片内部电起控,而停止了PWM脉冲的输出。并不能将和各个回完全孤立起来进行检修,某一故障元件的出现很可能表现出"牵一发而动"的效果。
一、次级负载供电电压都为0V。变频器上电后无反应,操作显示面板无,测量控制端子的24V和10V电压为0V。检查主电充电电阻或预充电回完好,可判断为开关电源故障。检修步骤如下:
1、先用电阻测量法测量开关管Q1有无击穿短现象,电流取样电阻R4有无开。电易损坏元件为开关管,当其损坏后,R4因受冲击而阻值变大或断。Q1的G极电阻、振荡芯片PC1往往受强电冲击而损坏,须同时更换;检查负载回有无短现象,排除。
2、更换损坏件,或未检测中有短元件,可进行上电检查,进一步判断故障是出在振荡回还是稳压回。
a、先检查启动电阻R1有无断。正常后,用18V直流电源直接送入UC3844的7、5脚,为振荡电单独上电。测量8脚应有5V电压输出;6脚应有1V左右的电压输出。说明振荡回基本正常,故障在稳压回;
b、对UC3844单独上电,短接PC2输入侧,若电起振,说明故障在PC2输入侧外围电;电仍不起振,查PC2输出侧电。
二、开关电源出现间歇振荡,能听到"打嗝"声或"吱、吱"声,或听不到"打嗝"声,但操作显示面板时亮时熄。这是因负载电异常,导致电源过载,引发过流电动作的典型故障特征。负载电流的异常上升,引起初级绕组激磁电流的大幅度上升,在电流采样电阻R4形成1V以上的电压信号,使UC3844内部电流检测电起控,电停振;R4上过流信号消失,电又重新起振,如此循环往复,电源出现间歇振荡。
a、测量供电电C4、C5两端电阻值,如有短直通现象,可能为整流二极管D3、D4有短;观察C4、C5外观有无鼓顶、喷液等现象,必要时拆下检测;供电电无异常,可能为负载电有短故障元件;
b、检查供电电无异常,上电,用排除法,对各供电进行逐一排除。如拔下风扇供电端子,开关电源工作正常,操作显示面板正常显示,则为24V散热风扇已经损坏;拔下+5V供电接子或切断供电铜箔,开关电源正常工作,则为+5V负载电坏元件。
a、在PC2输出端并接10k电阻,输出电压回落。说明PC2输出侧稳压电正常,故障在PC2本身及输入侧电;
b、在R7上并联500Ω电阻,输出电压有显著回落。说明光电耦合器PC2良好,故障为PC3低效或PC3外接电阻元件变值。反之,为PC2不良。
负载供电电压过低,有三个故障可能:1、负载过重,使输出电压下降;2、稳压回元件不良,导致电压反馈信号过大;3、开关管低效,使电(开关变压器)换能不足。
a、将供电支的负载电逐一解除(注意!不要以开该供电整流管的方法来脱开负载电,尤其是接有稳压反馈信号的+5V供电电!反馈电压信号的消失,会导致各输出电压异常升高,而将负载电!)判断是否由于负载过重引起电压回落;如切断某供电后,电回升到正常值,说明开关电源本身正常,检查负载电;输出电压低,检查稳压回。
b、检查稳压回的电阻元件R5—R10,无变值现象;逐一代换PC2、PC3,若正常,说明代换元件低效,导通内阻变大。
c、代换PC2、PC3若无效,故障可能为开关管低效,或开关和激励电有问题,也不排除UC3844内部输出电低效。更换优质开关管、UC3844。
对于一般性故障,上述故障排查法是有效的,但不一定百分之百地灵光。若检查振荡回、稳压回、负载回都无异常,电还是输出电压低,或间歇振荡,或干脆毫无反应,这此情况都有可能出现。先不要犯愁,让我们往深入里分析一下电故障的原因,以帮助尽快查出故障元件。电的间歇振荡或停振的原因不在起振回和稳压回时,还有哪些原因可导致电不起振呢?
(1)主绕组N1两端并联的R、D、C电,为尖峰电压吸收网络,提供开关管截止期间,储存在变压器中能量的泄放通(开关管的反向电流通道),了开关管不被过压击穿。当D2或C4严重漏电或击穿短时,电源相当于加上了一个很重的负载,使输出电压严重回落,U3844供电不足,内部欠电压电起控,而导致电进入间歇振荡。因元件并联在N1绕组上,短后不易测出,往往被忽略;
(2)有的开关电源有输入供电电压的(电压过高)电,一旦电本身故障,使电出现误过压动作,电停振;
(3)电流采样电阻不良,如引脚氧化、碳化或阻值变大时,导致压降上升,出现误过流,使电进入间歇振荡状态;
(6)R1起振电参数变异,但测量不出异常,或开关管低效,此时遍查电无异常,但就是不起振。
变动一下电既有参数和状态,让故障出来!试减小R1的电阻值(不宜低于200kΩ以下),电能起振。此法也可做为应急修理手段之一。无效,更换开关管、UC3844、开关变压器试验。
输出电压总是偏高或偏低一点,达不到正常值。检查不出电和元件的异常,几乎换掉了电中所有元件,电的输出电压值还是在"勉强与凑合"状态,有时好像能"正常工作"了,但让里不踏实,好像神经质似的,不知什么时候会来个"反常表现"。不要放弃,调整一下电参数,使输出电达到正常值,达到其工作状态,让我们"放心"的地步。电参数的变异,有以下几种原因:
由各种原因形成的电的"现在的"这种状态,是一种"病态",也许我们得换一下检修思了,中医有一个"辨证施治的"理论,我们也要用一下了,下一个方子,不是针对哪一个元件,而是将整个电"调理"一下,使之由"病态"趋于"常态"。就这么"模糊着糊涂着",把病就给治了。
上述调整的目的,是在对电进行彻底检查,换掉低效元件后,进行的。目的是调整稳压反馈电的相关增益,使振荡芯片输出的脉冲占空比变化,开关变压器的储能变化,使次级绕组的输出电压达到正常值,电进入一个新的"正常的平衡"状态。
检修中须注意的问题:1、在开关电源检查和修复过程中,应切断三相输出电IGBT模块的供电,以防止驱动供电异常,造成IGBT模块的损坏;2、在修理输出电压过高的故障时,更要切断+5V对CPU主板的供电,以免异常或高电压损坏CPU,造成CPU主板报废。3、不可使稳压回中断,将导致输出电压异常升高!4、开关电源电的二极管,用于整流和用于的,都为高速二极管或肖基特二极管,不可用普通IN4000系列整流二极管代用。4、开关管损坏后,最好换用原型号的,现在网络这么发达,货物来源不成问题,一般都能购到的。某宝网上许多东西都能以便宜的价格购到,注意质量!