變頻器開關(guān)電源電路分析

開關(guān)電源簡化電路圖變頻器的開關(guān)電源電路完全可以簡化為上圖電路模型，電路中的關(guān)鍵要素都包含在內(nèi)了。而任何復(fù)雜的開關(guān)電源，剔除枝蔓后，也會剩下上圖這樣的主干。其實在檢修中，要具備對復(fù)雜電路的“化簡”的能力，要在看似雜亂無章的電路伸展中，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關(guān)電源電路，只有各部分脈絡(luò)和脈絡(luò)的走向——振。

開關(guān)電源簡化電路圖

變頻器的開關(guān)電源電路完全可以簡化為上圖電路模型，電路中的關(guān)鍵要素都包含在內(nèi)了。而任何復(fù)雜的開關(guān)電源，剔除枝蔓后，也會剩下上圖這樣的主干。其實在檢修中，要具備對復(fù)雜電路的“化簡”的能力，要在看似雜亂無章的電路伸展中，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提供了啟動電流；自供電繞組N2、D1、C1形成振蕩芯片的供電電壓。這三個環(huán)節(jié)的正常運行，是電源能夠振蕩起來的先決條件。

當(dāng)然，PC1的4腳外接定時元件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；實質(zhì)上穩(wěn)壓回路的電壓反饋信號——穩(wěn)壓信號，也可看作是一路電壓保護(hù)信號。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次級繞組及后續(xù)電路，均為負(fù)載回路。負(fù)載回路的異常，會牽涉到保護(hù)回路和穩(wěn)壓回路，使兩個回路做出相應(yīng)的保護(hù)和調(diào)整動作。

振蕩芯片本身參與和構(gòu)成了前三個回路，芯片損壞，三個回路都會一齊罷工。對三個或四個回路的檢修，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)思路來進(jìn)行故障判斷，透過現(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。并不能將和各個回路完全孤立起來進(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”的效果。

變頻器開關(guān)電源常見故障

【案例1】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無顯示）經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常，因此確定為開關(guān)電源板故障。按照上述維修步驟對開關(guān)電源板進(jìn)行測量。在進(jìn)行第一步測量時，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330KΩ/2W的電阻，實際測量值達(dá)2MΩ以上，因此PWM調(diào)制芯片得不到啟動的電源，所以無法起振工作。為謹(jǐn)慎起見又檢測了開關(guān)管、變壓器、整流二極管及濾波電容等關(guān)鍵器件，在確定沒問題之后上電試驗，OK！開關(guān)電源起振，輸出各組電壓正常，裝回變頻器后開機試驗正常，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，一定要把功率大的、容易壞的元件都測一下，確定沒問題后再試機，這樣既安全又保險）。

【案例2】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無顯示）經(jīng)檢測發(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。按照維修步驟對開關(guān)電源板進(jìn)行測量。第一步測量通過，第二步測量時發(fā)現(xiàn)開關(guān)管c-e結(jié)擊穿，將其拆下，然后檢測變壓器、及整流二極管、濾波電容等關(guān)鍵器件，在確定沒問題之后上電試驗，輸出各組電壓正常，裝機測試正常，故障排除。

【案例3】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無顯示）經(jīng)檢測發(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。按照維修步驟對開關(guān)電源板進(jìn)行測量。第一步測量通過，第二步測量通過，第三步測量通過，第四步測量通過，然后單獨對電源板加電測量PWM調(diào)制芯片的電源端對地有12.5V左右的電壓，說明供電正常。用示波器看芯片的PWM輸出端，發(fā)現(xiàn)沒有PWM調(diào)制波形。更換PWM調(diào)制芯片后，上電試驗正常，故障排除。

【案例4】：變頻器（故障現(xiàn)象：上電無顯示）屢燒開關(guān)管經(jīng)檢測發(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。按照維修步驟對開關(guān)電源板進(jìn)行測量。第一步測量通過，第二步測量發(fā)現(xiàn)開關(guān)管擊穿，第三步測量通過，第四步測量通過，更換新的開關(guān)管，單獨對電源板加電，管子又燒了。把開關(guān)管拆下后不裝管子，通電試驗，測量PWM調(diào)制芯片的電源端對地有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，斷電后把定時元件拆下測量，發(fā)現(xiàn)定時電阻阻值變大，更換定時電阻、開關(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：上電無顯示）屢燒開關(guān)管按照維修步驟對開關(guān)電源板進(jìn)行測量。第一步測量通過，第二步測量時發(fā)現(xiàn)開關(guān)管c-e結(jié)擊穿，第三、四、五、六、七步都測量通過。裝上新的開關(guān)管上電試驗，隨著調(diào)壓器電壓的升高，可以聽到起振的吱吱聲，就是有點響，把電壓調(diào)到額定電壓后測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，保險絲就斷了，趕快斷電發(fā)現(xiàn)開關(guān)管很燙手，測量發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)擊穿。拆下開關(guān)管通電試驗，測量PWM調(diào)制芯片的電源端對地有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。因此懷疑剛換的開關(guān)管質(zhì)量不行，又換上一只，上電試驗，結(jié)果又把管子給燒了，斷電后無意之間碰到了吸收回路的元件，發(fā)現(xiàn)燙手，可是在測量的時候正常啊，于是又測一遍，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，發(fā)現(xiàn)變壓器的吱吱聲小了，測量各組輸出電壓也正常。運行了20分鐘開關(guān)管也沒再燒，斷電后觸摸開關(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。

變頻器開關(guān)電源維修步驟

1、檢測整流電路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（斷電情況下測試）。

2、檢測開關(guān)管b-e結(jié)、c-e結(jié)是否有擊穿短路現(xiàn)象、測量開關(guān)變壓器各個繞組是否有短路現(xiàn)象，以確定開關(guān)管、及開關(guān)變壓器的好壞（斷電情況下測試）。

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

4、檢測吸收回路D5、R11、C9是否正常（斷電情況下測試）。

5、在確定上述元件正常的情況下，我們可以把開關(guān)電源板從變頻器上取下單獨對其進(jìn)行加電試驗。用調(diào)壓器緩緩地調(diào)至開關(guān)電源的額定電壓值，此時應(yīng)能聽到變壓器起振時的吱吱聲，如沒有聽到起振的聲音，用萬用表檢測UC3844的電源正、負(fù)級之間是否有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波輸出到開關(guān)管的觸發(fā)端（根據(jù)電路設(shè)計的不同，PWM波的頻率一般在20KHZ—100KHZ之間）。

7、如果沒有PWM波輸出，則更換定時元件C5、R8、C6或UC3844。經(jīng)過上述幾個步驟的排除，開關(guān)電源應(yīng)該可以正常工作了。在變頻器中，開關(guān)電源的種類很多，但基本原理都是一樣的，比如說每個PWM管理芯片都有供電端、定時元件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。