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    变频器开关电源的检修思路和检修方法

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-10 13:28:00    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:972
    导读

    变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型,电路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,要具备对复杂电路的“化简”的能力,要在看似杂乱无章的电路伸展中,拈出这几条主要的脉络。要向

    逆变器的开关电源电路可以完全简化为上图所示的电路模型,电路中的所有关键元件都包括在内。而任何复杂的开关电源,去掉枝蔓后,也会如上图所示,离开树干。其实在维护中,要有“简化”复杂电路的能力,在看似混乱的电路延伸中找出这些主线。要向我这位技术工人学习,训练自己面前没有整个开关电源电路,只有各个部分的脉络和脉络在往——振荡电路、稳压电路、保护电路、负载电路等。看看电路中的几条路径。1.振荡电路:开关变压器主绕组N1和Q1的漏源极和R4是电源工作电流的通路;R1提供启动电流;自供绕组N2、D1和C1形成振荡芯片的电源电压。这三个环节的正常运行是电源振荡的前提。当然,PC1的四个引脚外接定时元件R2和C2,PC1芯片本身也构成振荡电路的一部分。2.稳压电路:N3、D3、C4等5V电源。以及R7-R10、PC3、R5、R6等的组分。构成稳压控制电路。当然,PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3也是稳压电路的一部分。3.保护电路:PC1芯片本身和3针外设部件R4组成过流保护电路;N1绕组上并联的D2、R6和C4元件构成IGBT的保护电路;本质上,稳压电路的电压反馈信号3354也可以被视为电压保护信号。然而,保护电路的内容不限于保护电路本身。保护电路的启动和控制往往是由负载电路的异常引起的。4.负载回路:N3、N4二次绕组及后续回路均为负载回路。异常负载会涉及保护电路和稳压电路,使两个电路做出相应的保护和调整动作。芯片本身参与并构成前三个电路。如果芯片被损坏,所有三个电路将一起罢工。三四路的大修是在芯片本身正常的前提下进行的。另外,要像下棋一样,用整体观念和系统思维来判断故障,透过现象看本质。比如停振失败可能不是振荡电路元件损坏造成的,可能是稳压电路故障或负载电路异常导致芯片内部保护电路控制,停止PWM脉冲输出。不能完全隔离各个电路进行维修,某个故障元件的出现很可能会出现“牵一发而动全身”的效果。开关电源电路经常出现以下三种典型故障现象:一、二次负载供电电压为0 V,逆变器上电后无反应,操作显示面板无指示。测量控制端子的24V和10V电压为0V。检查主电路的充电电阻或预充电电路是否完好,可以判断开关电源有故障。保养步骤如下:1。首先,测量开关管Q1是否击穿和短路,电流采样电阻R4是否开路。电路中容易损坏的元件是开关管。当它被损坏时,R4的电阻变大或由于冲击而断路。Q1的G极串联电阻和振荡芯片PC1经常被强电击损坏,必须同时更换;检查负载电路是否短路,并将其消除。2.如果更换了损坏的部件,或者没有检测到短路的部件,可以进行通电检查,以进一步确定故障是在振荡电路中还是在稳压电路中。检查方法:A、首先检查起动电阻R1是否有开路。正常工作后,18V DC电源直接加到UC3844的7、5脚,振荡电路单独上电。测量针8应有5V电压输出;6英尺应该有大约1V的电压输出。它表明振荡ci

    这是负载电路异常导致电源过载,过流保护电路动作的典型故障特征。负载电流的异常增大导致原边绕组的励磁电流大幅上升,在电流采样电阻R4中形成1V以上的电压信号,使UC3844中的电流检测电路开始控制,电路停止振荡;R4的过流信号消失,电路再次振动,电源间歇性振荡。检查方法:A、测量电源电路C4和C5两端的电阻值。如果有短路贯通现象,可能是整流二极管D3和D4短路;观察C4、C5外观有无鼓包、喷液等现象,必要时拆下检查;电源电路无异常,可能是负载电路有短路故障的元件;b、检查电源电路有无异常,通电,用排除法逐一排除所有电源。如果风扇电源端子拔掉,开关电源工作正常,操作显示面板显示正常,则24V冷却风扇损坏;如果5V电源接头被拔掉或电源铜箔被切断,开关电源工作正常,说明5V负载电路有元器件损坏。第三,负载电路的电源电压过高或过低。开关的振荡电路正常,问题出在稳压电路。输出电压过高,稳压电路元器件损坏或效率低下,导致反馈电压幅度不足。检查方法:a .在PC2的输出端并联10k电阻,输出电压下降。说明PC2的输出稳压电路正常,故障出在PC2本身和输入电路。b、500电阻并联R7,输出电压显著下降。说明光电耦合器PC2状态良好,故障是PC3效率低或PC3外接电阻元件阻值变化。否则,PC2就是坏的。当电源电压过低时,有三种可能的故障:1。由于负载过重,输出电压下降;2.稳压电路元件不良导致电压反馈信号过大;3.开关管效率低,

    使电路(开关变压器)换能不足。

    检查与修复方法:

    a、将供电支路的负载电路逐一解除(注意!不要以开路该路供电整流管的方法来脱开负载电路,尤其是接有稳压反馈信号的+5V供电电路!反馈电压信号的消失,会导致各路输出电压异常升高,而将负载电路大片烧毁!)判断是否由于负载过重引起电压回落;如切断某路供电后,电路回升到正常值,说明开关电源本身正常,检查负载电路;输出电压低,检查稳压回路。

    b、检查稳压回路的电阻元件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,或开关和激励电路有问题,也不排除UC3844内部输出电路低效。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。若检查振荡回路、稳压回路、负载回路都无异常,电路还是输出电压低,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路故障的原因,以帮助尽快查出故障元件。电路的间歇振荡或停振的原因不在起振回路和稳压回路时,还有哪些原因可导致电路不起振呢?

    (1)主绕组N1两端并联的R、D、C电路,为尖峰电压吸收网络,提供开关管截止期间,储存在变压器中磁场能量的泄放通路(开关管的反向电流通道),保护了开关管不被过压击穿。当D2或C4严重漏电或击穿短路时,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,内部欠电压保护电路起控,而导致电路进入间歇振荡。因元件并联在N1绕组上,短路后不易测出,往往被忽略;

    (2)有的开关电源有输入供电电压的(电压过高)保护电路,一旦电路本身故障,使电路出现误过压保护动作,电路停振;

    (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,出现误过流保护,使电路进入间歇振荡状态;

    (4)自供电绕组的整流二极管D1低效,正向导通内阻变大,电路不能起振,更换试验;

    (5)开关变压器因绕组发霉、受潮等,品质因数降低,用原型号变压器代换试验;

    (6)R1起振电路参数变异,但测量不出异常,或开关管低效,此时遍查电路无异常,但就是不起振。

    修理方法:

    变动一下电路既有参数和状态,让故障暴露出来!试减小R1的电阻值(不宜低于200kΩ以下),电路能起振。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。检查不出电路和元件的异常,几乎换掉了电路中所有元件,电路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,但让人心里不踏实,好像神经质似的,不知什么时候会来个“反常表现”。不要放弃,调整一下电路参数,使输出电路达到正常值,达到其工作状态,让我们“放心”的地步。电路参数的变异,有以下几种原因:

    1、晶体管低效,如三极管放大倍数降低,或导通内阻变大,二极管正向电阻变大,反向电阻变小等;

    2、用万用表不能测出的电容的相关介质损耗、频率损耗等;

    3、晶体管、芯片器件的老化和参数漂移,如光电耦合器的光传递效率变低等;

    4、电感元件,如开关变压器的Q值降低等;

    5、电阻元件的阻值变异,但不显著。

    6、上述5种原因有数种参于其中,形成“综合作用”。

    由各种原因形成的电路的“现在的”这种状态,是一种“病态”,也许我们得换一下检修思路了,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,而是将整个电路“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。

    修理方法(元件数值的轻微调整):

    1、输出电压偏低:

    a、增大R5或减小R6电阻值;b、减小R7、R8电阻值或加大R9电阻值。

    2、输出电压偏高:

    a、减小R5或增大R6电阻值;b、增大R7、R8电阻值或减小R9电阻值。

    上述调整的目的,是在对电路进行彻底检查,换掉低效元件后,进行的。目的是调整稳压反馈电路的相关增益,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,电路进入一个新的“正常的平衡”状态。

    好多看似不可修复的疑难故障,就这样经过一、两只电阻值的调整,波澜无惊地修复了。

    检修中须注意的问题:1、在开关电源检查和修复过程中,应切断三相输出电路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、不可使稳压回路中断,将导致输出电压异常升高!4、开关电源电路的二极管,用于整流和用于保护的,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。

     
    (文/标准件之家)
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