变频器开关电源模块常见故障的检测方法及维修办法

红灯记

变频器的开关电源电路完全可以简化为下图的电路模型，电路中的主要关键要素都包含在里面了，而任何复杂的开关电源，当我们熟悉后，也会剩下下图这样的主干。

其实在检修中，要具备对复杂电路“化简”的能力，要在杂乱无章的电路伸展中，找出这几条主要脉络，训练自己，使眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向——震荡回路，稳压回路，保护回路和负载回路等。



开关电源简化电路图

                               
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我们再熟悉一下该图，看一下电路中有几路脉络：

                               
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震荡回路：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路;R1提供了启动电流;自供电绕组N2，D1，C1形成震荡芯片的供电电压。这三个环节的正常运行，是电源能够震荡起来的先决条件。当然，PC1的4脚外接定时原件R2,C2和PC1芯片本身，也构成了震荡回路的一部分。


N3，D3,C5等的+5V电源，R7~R10，PC3,R5,R6等元件构成了稳压控制回路。当然，PC1芯片和1，2脚外围元件R3,C3也是稳压回路的一部分。


C1芯片本身和3脚外围元件R4构成过电流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了开关管的反压吸收保护电路。实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号，也可看作一路电压保护信号，但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的启控往往是由于负载电路异常所引起的。

                               
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负载回路：N3,N4二次绕组及后续电路，均为负载回路，负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。




震荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会罢工，对三个或四个回路的检修，是在芯片本身正常的前提下进行的。另外，要透过现象看到本质，比如，停震故障，也许并非由于震荡回路元件损坏所引起的。有可能是稳压回路故障或者负载回路异常，导致了芯片内部保护电路起控，而停止了PWM脉冲的输出，并不能将各个回路完全孤立起来检修，某一故障元件出险很可能表现出牵一发而动全身的效果。

                               
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开关电源电路常表现为以下3种典型故障现象：

                               
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次级负载供电电压都为0V，变频器上电后无反应，操作显示面板无显示，测量控制端子24V和10V电压为0V，检查开关电源输入的530V电压正常，可判断为开关电源故障。检修步骤如下：先用电阻测量法测量开关管Q1有无击穿短路故障，电流取样R4有无开路，电路易损元件为开关管，当其损坏后R4因受到冲击而阻值变大或者断路。Q1的G极串联电阻，振荡芯片PC1往往受冲击而损坏，必须同时更换;检查负载回路有无短路现象。更换损坏件，或未检测到有短路元件，可进行上电检查，进一步判断故障是出在振荡回路还是稳压回路。检测方法：A.先检测启动电阻R1有无断路，正常后，用18v直流电源直接送入UC3844的7.5脚，为振荡电路单独上电，测量8脚应有5V电压输出;6脚应有几伏左右电压输出，说明振荡回路基本正常，故障在稳压回路。若测量8脚有5V电压输出，但是6脚电压为0V，查8.8脚外接R,C定时元件，6脚外围电路。若测量8脚，6脚电压为0V，UC3844振荡芯片已经损坏，需更换。B.对UC3844单独上电，短接PC2输入侧，若电路起振，说明故障在PC2输入侧外围电路;电路不起振则检查输出侧电路。

                               
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开关电源出现间歇振荡，能听到“打嗝”或者“吱吱”声，操作面板时亮时熄，这事因为负载电路异常，导致电源过载，引发过流保护电路动作的典型故障特征。负载电流异常上升，引起一次绕组激磁电流大幅上升，在电流采样电阻R4形成1V以上的电压信号，使UC3844内部电流检测电路起控，电路停震;R4上过流信号消失，电路又重新起振，如此循环往复，出现间歇振荡。检查方法：A.测量供电电路C5,C6两端电阻值，如有短路直通现象，可能为整流二极管D3，D4有短路;观察C5,C6外观有无鼓包，喷液等现象，必要时拆下测量，供电电路无异常，可能为负载电路有短路故障。B.检查供电电路无异常，上电，用排除法，对各路供电进行逐一排除，如，拔下风扇供电端子，或者拔下+5V供电端子，若电源正常了说明改器件有损坏。3)负载电路的供电电压过高或者过低，开关电源振荡回路正常，问题出在稳压回路，输出电压过高，稳压回路元件损坏或者低效，使得反馈电压幅度不足。检查方法：A.在PC2输出端并接10KΩ电阻，输出电压回落，说明PC2输出侧稳压电路正常，故障在PC2本身以及输入侧电路。B.在R7上并联500Ω电阻，输出电压有明显回落，说明光耦PC2良好，故障在PC3低效或者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：负载过重，使输出电压下降;稳压回路元件不良，导致电压反馈信号过大;开关管低效，使得开关变压器储能不足。修复方法：a.将供电支路的负载电路逐一排除，判断是否由于负载过重引起的电压回落，如切断某路供电后回复正常值，说明开关电源本身正常，检查负载电路，若输出电压低则检查稳压回路。b.检查稳压回路的电阻R5~R10,无变值现象;逐一代换PC2,PC3，若正常，说明代换原件低效。c.代换PC2,PC3无效，故障可能为开关管低效，或者UC3844内部输出电路低效，代换优质开关管或者UC3844芯片。常见的三种问题我们都一一解释了检测办法与修复方法，当然也不一定是百分之一百就能解决所有问题，还是要通过经验的积累，慢慢熟练后才能如鱼得水。