變頻器開(kāi)關(guān)電源電路分析

開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)化電路圖變頻器的開(kāi)關(guān)電源電路完全可以簡(jiǎn)化為上圖電路模型，電路中的關(guān)鍵要素都包含在內(nèi)了。而任何復(fù)雜的開(kāi)關(guān)電源，剔除枝蔓后，也會(huì)剩下上圖這樣的主干。其實(shí)在檢修中，要具備對(duì)復(fù)雜電路的“化簡(jiǎn)”的能力，要在看似雜亂無(wú)章的電路伸展中，拈出這幾條主要的脈絡(luò)。要向解牛的庖丁學(xué)習(xí)，訓(xùn)練自己的眼前不存在什么整體的開(kāi)關(guān)電源電路，只有各部分脈絡(luò)和脈絡(luò)的走向——振。

開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)化電路圖

變頻器的開(kāi)關(guān)電源電路完全可以簡(jiǎn)化為上圖電路模型，電路中的關(guān)鍵要素都包含在內(nèi)了。而任何復(fù)雜的開(kāi)關(guān)電源，剔除枝蔓后，也會(huì)剩下上圖這樣的主干。其實(shí)在檢修中，要具備對(duì)復(fù)雜電路的“化簡(jiǎn)”的能力，要在看似雜亂無(wú)章的電路伸展中，拈出這幾條主要的脈絡(luò)。要向解牛的庖丁學(xué)習(xí)，訓(xùn)練自己的眼前不存在什么整體的開(kāi)關(guān)電源電路，只有各部分脈絡(luò)和脈絡(luò)的走向——振蕩回路、穩(wěn)壓回路、保護(hù)回路和負(fù)載回路等。

看一下電路中有幾路脈絡(luò)。

1、振蕩回路：開(kāi)關(guān)變壓器的主繞組N1、Q1的漏--源極、R4為電源工作電流的通路；R1提供了啟動(dòng)電流；自供電繞組N2、D1、C1形成振蕩芯片的供電電壓。這三個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行，是電源能夠振蕩起來(lái)的先決條件。

當(dāng)然，PC1的4腳外接定時(shí)元件R2、C2和PC1芯片本身，也構(gòu)成了振蕩回路的一部分。

2、穩(wěn)壓回路：N3、D3、C4等的+5V電源，R7—R10、PC3、R5、R6等元件構(gòu)成了穩(wěn)壓控制回路。

當(dāng)然，PC1芯片和1、2腳外圍元件R3、C3，也是穩(wěn)壓回路的一部分。

3、保護(hù)回路：PC1芯片本身和3腳外圍元件R4構(gòu)成過(guò)流保護(hù)回路；N1繞組上并聯(lián)的D2、R6、C4元件構(gòu)成了IGBT的保護(hù)電路；實(shí)質(zhì)上穩(wěn)壓回路的電壓反饋信號(hào)——穩(wěn)壓信號(hào)，也可看作是一路電壓保護(hù)信號(hào)。但保護(hù)電路的內(nèi)容并不僅是局限于保護(hù)電路本身，保護(hù)電路的起控往往是由于負(fù)載電路的異常所引起。

4、負(fù)載回路：N3、N4次級(jí)繞組及后續(xù)電路，均為負(fù)載回路。負(fù)載回路的異常，會(huì)牽涉到保護(hù)回路和穩(wěn)壓回路，使兩個(gè)回路做出相應(yīng)的保護(hù)和調(diào)整動(dòng)作。

振蕩芯片本身參與和構(gòu)成了前三個(gè)回路，芯片損壞，三個(gè)回路都會(huì)一齊罷工。對(duì)三個(gè)或四個(gè)回路的檢修，是在芯片本身正常的前提下進(jìn)行的。另外，要像下象棋一樣，用全局觀念和系統(tǒng)思路來(lái)進(jìn)行故障判斷，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。如停振故障，也許并非由振蕩回路元件損壞所引起，有可能是穩(wěn)壓回路故障或負(fù)載回路異常，導(dǎo)致了芯片內(nèi)部保護(hù)電路起控，而停止了PWM脈沖的輸出。并不能將和各個(gè)回路完全孤立起來(lái)進(jìn)行檢修，某一故障元件的出現(xiàn)很可能表現(xiàn)出“牽一發(fā)而全身動(dòng)”的效果。

變頻器開(kāi)關(guān)電源常見(jiàn)故障

【案例1】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無(wú)顯示）經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常，因此確定為開(kāi)關(guān)電源板故障。按照上述維修步驟對(duì)開(kāi)關(guān)電源板進(jìn)行測(cè)量。在進(jìn)行第一步測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)直流母線560V到PWM調(diào)制芯片之間的的330KΩ/2W的降壓電阻損壞，標(biāo)稱(chēng)330KΩ/2W的電阻，實(shí)際測(cè)量值達(dá)2MΩ以上，因此PWM調(diào)制芯片得不到啟動(dòng)的電源，所以無(wú)法起振工作。為謹(jǐn)慎起見(jiàn)又檢測(cè)了開(kāi)關(guān)管、變壓器、整流二極管及濾波電容等關(guān)鍵器件，在確定沒(méi)問(wèn)題之后上電試驗(yàn)，OK！開(kāi)關(guān)電源起振，輸出各組電壓正常，裝回變頻器后開(kāi)機(jī)試驗(yàn)正常，此變頻器修復(fù)完畢（注：維修人員在維修中，一定要養(yǎng)成習(xí)慣：發(fā)現(xiàn)壞元件后不要急于更換試機(jī)，一定要把功率大的、容易壞的元件都測(cè)一下，確定沒(méi)問(wèn)題后再試機(jī)，這樣既安全又保險(xiǎn)）。

【案例2】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無(wú)顯示）經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常，故障確定在電源板。按照維修步驟對(duì)開(kāi)關(guān)電源板進(jìn)行測(cè)量。第一步測(cè)量通過(guò)，第二步測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管c-e結(jié)擊穿，將其拆下，然后檢測(cè)變壓器、及整流二極管、濾波電容等關(guān)鍵器件，在確定沒(méi)問(wèn)題之后上電試驗(yàn)，輸出各組電壓正常，裝機(jī)測(cè)試正常，故障排除。

【案例3】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無(wú)顯示）經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常，故障確定在電源板。按照維修步驟對(duì)開(kāi)關(guān)電源板進(jìn)行測(cè)量。第一步測(cè)量通過(guò)，第二步測(cè)量通過(guò)，第三步測(cè)量通過(guò)，第四步測(cè)量通過(guò)，然后單獨(dú)對(duì)電源板加電測(cè)量PWM調(diào)制芯片的電源端對(duì)地有12.5V左右的電壓，說(shuō)明供電正常。用示波器看芯片的PWM輸出端，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有PWM調(diào)制波形。更換PWM調(diào)制芯片后，上電試驗(yàn)正常，故障排除。

【案例4】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無(wú)顯示）屢燒開(kāi)關(guān)管經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常，故障確定在電源板。按照維修步驟對(duì)開(kāi)關(guān)電源板進(jìn)行測(cè)量。第一步測(cè)量通過(guò)，第二步測(cè)量發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管擊穿，第三步測(cè)量通過(guò)，第四步測(cè)量通過(guò)，更換新的開(kāi)關(guān)管，單獨(dú)對(duì)電源板加電，管子又燒了。把開(kāi)關(guān)管拆下后不裝管子，通電試驗(yàn)，測(cè)量PWM調(diào)制芯片的電源端對(duì)地有12V左右的電壓，也正常。用示波器看芯片的PWM輸出端，發(fā)現(xiàn)PWM波只有5-6KHZ左右，斷電后把定時(shí)元件拆下測(cè)量，發(fā)現(xiàn)定時(shí)電阻阻值變大，更換定時(shí)電阻、開(kāi)關(guān)管后上電正常，不再燒電源管，故障排除。

【案例5】：倫茨變頻器（故障現(xiàn)象：上電無(wú)顯示）屢燒開(kāi)關(guān)管按照維修步驟對(duì)開(kāi)關(guān)電源板進(jìn)行測(cè)量。第一步測(cè)量通過(guò)，第二步測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管c-e結(jié)擊穿，第三、四、五、六、七步都測(cè)量通過(guò)。裝上新的開(kāi)關(guān)管上電試驗(yàn)，隨著調(diào)壓器電壓的升高，可以聽(tīng)到起振的吱吱聲，就是有點(diǎn)響，把電壓調(diào)到額定電壓后測(cè)量輸出電壓低于正常值，不到2分鐘，突然聞到一股燒焦的味，保險(xiǎn)絲就斷了，趕快斷電發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管很燙手，測(cè)量發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)擊穿。拆下開(kāi)關(guān)管通電試驗(yàn)，測(cè)量PWM調(diào)制芯片的電源端對(duì)地有12V左右的電壓，用示波器看芯片的PWM輸出端，發(fā)現(xiàn)有PWM波輸出且頻率在30KHZ左右，也正常。因此懷疑剛換的開(kāi)關(guān)管質(zhì)量不行，又換上一只，上電試驗(yàn)，結(jié)果又把管子給燒了，斷電后無(wú)意之間碰到了吸收回路的元件，發(fā)現(xiàn)燙手，可是在測(cè)量的時(shí)候正常啊，于是又測(cè)一遍，還是正常。干脆把吸收回路先拆了，又換上一只管子通電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)變壓器的吱吱聲小了，測(cè)量各組輸出電壓也正常。運(yùn)行了20分鐘開(kāi)關(guān)管也沒(méi)再燒，斷電后觸摸開(kāi)關(guān)管微熱，屬正常起熱狀態(tài)，因此判斷故障在吸收回路，更換吸收回路元件，故障排除。

變頻器開(kāi)關(guān)電源維修步驟

1、檢測(cè)整流電路D1—D4是否擊穿或斷路，濾波電路的電容是否損壞，平衡電阻R1、R2是否正常，降壓電阻R3是否燒斷或阻值增大失效（斷電情況下測(cè)試）。

2、檢測(cè)開(kāi)關(guān)管b-e結(jié)、c-e結(jié)是否有擊穿短路現(xiàn)象、測(cè)量開(kāi)關(guān)變壓器各個(gè)繞組是否有短路現(xiàn)象，以確定開(kāi)關(guān)管、及開(kāi)關(guān)變壓器的好壞（斷電情況下測(cè)試）。

3、檢測(cè)次級(jí)輸出繞組的整流濾波元件，重點(diǎn)察看濾波電容是否鼓包或損壞，以排除次級(jí)電路短路的可能。

4、檢測(cè)吸收回路D5、R11、C9是否正常（斷電情況下測(cè)試）。

5、在確定上述元件正常的情況下，我們可以把開(kāi)關(guān)電源板從變頻器上取下單獨(dú)對(duì)其進(jìn)行加電試驗(yàn)。用調(diào)壓器緩緩地調(diào)至開(kāi)關(guān)電源的額定電壓值，此時(shí)應(yīng)能聽(tīng)到變壓器起振時(shí)的吱吱聲，如沒(méi)有聽(tīng)到起振的聲音，用萬(wàn)用表檢測(cè)UC3844的電源正、負(fù)級(jí)之間是否有12V—16V左右的直流電壓。

6、在確定UC3844的供電端電壓正常后，可用示波器察看一下UC3844的6腳是否有PWM波輸出到開(kāi)關(guān)管的觸發(fā)端（根據(jù)電路設(shè)計(jì)的不同，PWM波的頻率一般在20KHZ—100KHZ之間）。

7、如果沒(méi)有PWM波輸出，則更換定時(shí)元件C5、R8、C6或UC3844。經(jīng)過(guò)上述幾個(gè)步驟的排除，開(kāi)關(guān)電源應(yīng)該可以正常工作了。在變頻器中，開(kāi)關(guān)電源的種類(lèi)很多，但基本原理都是一樣的，比如說(shuō)每個(gè)PWM管理芯片都有供電端、定時(shí)元件RC網(wǎng)絡(luò)、輸出PWM波的端口等，只要我們了解了它們的工作原理，按照一定的方法步驟都能夠把故障排除掉。