變頻器開關電源電路圖
變頻器的(de)(de)開關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)電(dian)(dian)路(lu)(lu)完(wan)全可(ke)以(yi)簡化(hua)為下(xia)圖電(dian)(dian)路(lu)(lu)模型,電(dian)(dian)路(lu)(lu)中的(de)(de)關(guan)鍵要(yao)(yao)素都包含在(zai)內了(le)。而(er)任何(he)復(fu)雜的(de)(de)開關(guan)電(dian)(dian)源(yuan),剔除枝蔓后,也會剩(sheng)下(xia)下(xia)圖這樣的(de)(de)主(zhu)干。其實在(zai)檢修中,要(yao)(yao)具備對復(fu)雜電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)“化(hua)簡”的(de)(de)能力,要(yao)(yao)在(zai)看(kan)似雜亂(luan)無(wu)章的(de)(de)電(dian)(dian)路(lu)(lu)伸(shen)展(zhan)中,拈(nian)出這幾條主(zhu)要(yao)(yao)的(de)(de)脈(mo)絡(luo)。要(yao)(yao)向(xiang)解牛的(de)(de)庖丁學習,訓(xun)練自己(ji)的(de)(de)眼前不存在(zai)什么整(zheng)體的(de)(de)開關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)電(dian)(dian)路(lu)(lu),只有各部分脈(mo)絡(luo)和(he)脈(mo)絡(luo)的(de)(de)走向(xiang)——振蕩回路(lu)(lu)、穩壓回路(lu)(lu)、保護回路(lu)(lu)和(he)負載回路(lu)(lu)等(deng)。
看一下電路中有幾路脈絡:
1、振蕩回路:開關變壓器的(de)主繞組(zu)(zu)N1、Q1的(de)漏--源(yuan)極、R4為電(dian)源(yuan)工作(zuo)電(dian)流的(de)通路;R1提供了啟動(dong)電(dian)流;自供電(dian)繞組(zu)(zu)N2、D1、C1形成振(zhen)蕩芯(xin)片(pian)的(de)供電(dian)電(dian)壓。這三個環節的(de)正(zheng)常運(yun)行,是(shi)電(dian)源(yuan)能夠振(zhen)蕩起來的(de)先決條件。
當然,PC1的(de)4腳外接定時元件(jian)R2、C2和PC1芯片本身,也構成了振蕩回路(lu)的(de)一部分。
2、穩壓回路:N3、D3、C4等的+5V電(dian)源(yuan),R7—R10、PC3、R5、R6等元(yuan)件(jian)構成了穩(wen)壓(ya)控制(zhi)回路。
當然,PC1芯(xin)片和1、2腳外圍元件R3、C3,也是穩壓回路的一(yi)部分(fen)。
3、保護回路:PC1芯片(pian)本身和(he)3腳外圍元(yuan)件R4構成過(guo)流保護(hu)回路(lu)(lu)(lu)(lu);N1繞(rao)組上并聯的(de)(de)D2、R6、C4元(yuan)件構成了IGBT的(de)(de)保護(hu)電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu);實質上穩(wen)壓回路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)電(dian)壓反饋信號(hao)(hao)——穩(wen)壓信號(hao)(hao),也可看作是(shi)(shi)(shi)一(yi)路(lu)(lu)(lu)(lu)電(dian)壓保護(hu)信號(hao)(hao)。但保護(hu)電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)內容并不僅是(shi)(shi)(shi)局(ju)限于(yu)保護(hu)電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)本身,保護(hu)電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)起(qi)(qi)控往(wang)往(wang)是(shi)(shi)(shi)由(you)于(yu)負載電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)異(yi)常所引(yin)起(qi)(qi)。
4、負載回路:N3、N4次級(ji)繞組(zu)及后續電路,均為負載回路。負載回路的異常,會牽(qian)涉到(dao)保(bao)護(hu)(hu)回路和(he)穩壓回路,使兩個(ge)回路做(zuo)出相(xiang)應的保(bao)護(hu)(hu)和(he)調(diao)整動作。
振蕩芯片(pian)(pian)本身參與(yu)和構成了前(qian)三(san)個(ge)(ge)回(hui)(hui)(hui)路,芯片(pian)(pian)損壞(huai),三(san)個(ge)(ge)回(hui)(hui)(hui)路都會一(yi)齊(qi)罷工。對三(san)個(ge)(ge)或四(si)個(ge)(ge)回(hui)(hui)(hui)路的(de)(de)檢修,是在芯片(pian)(pian)本身正(zheng)常(chang)(chang)的(de)(de)前(qian)提(ti)下進行的(de)(de)。另(ling)外,要(yao)像下象(xiang)棋一(yi)樣,用全局觀念和系統思(si)路來進行故(gu)障(zhang)判斷,透(tou)過現(xian)象(xiang)看本質(zhi)。如停(ting)(ting)振故(gu)障(zhang),也許并非由振蕩回(hui)(hui)(hui)路元件損壞(huai)所引起(qi),有可能(neng)(neng)是穩壓回(hui)(hui)(hui)路故(gu)障(zhang)或負載回(hui)(hui)(hui)路異(yi)常(chang)(chang),導(dao)致了芯片(pian)(pian)內部保護電路起(qi)控,而停(ting)(ting)止(zhi)了PWM脈沖(chong)的(de)(de)輸出(chu)。并不能(neng)(neng)將和各個(ge)(ge)回(hui)(hui)(hui)路完全孤(gu)立起(qi)來進行檢修,某一(yi)故(gu)障(zhang)元件的(de)(de)出(chu)現(xian)很(hen)可能(neng)(neng)表現(xian)出(chu)“牽一(yi)發而全身動”的(de)(de)效果。
開關電源電路常表現為以下三種典型故障現象
一、次級負載供電電壓都為0V,變頻器上電后無反應,操作顯示面板無指示,測量控制端子的24V和10V電壓為0V。
檢(jian)查主電路充(chong)電電阻(zu)或預(yu)充(chong)電回路完好(hao),可判斷(duan)為開關電源故障。檢(jian)修步(bu)驟如下:
1、先用電阻測(ce)量法(fa)測(ce)量開(kai)(kai)關管(guan)(guan)Q1有(you)無(wu)擊穿(chuan)短路現象,電流取(qu)樣電阻R4有(you)無(wu)開(kai)(kai)路。電路易損(sun)壞元件為(wei)開(kai)(kai)關管(guan)(guan),當其(qi)損(sun)壞后,R4因(yin)受沖擊而(er)阻值(zhi)變大(da)或(huo)斷(duan)路。Q1的(de)G極串聯電阻、振蕩芯片PC1往往受強電沖擊而(er)損(sun)壞,須同時更(geng)換;檢查負載回路有(you)無(wu)短路現象,排除。
2、更換損壞(huai)件,或未檢測中有短(duan)路(lu)元件,可進行上電(dian)檢查,進一步判斷(duan)故障是出在(zai)振蕩(dang)回路(lu)還是穩壓回路(lu)。
檢查方法:
a、先檢查啟動電(dian)阻R1有(you)無斷路(lu)。正(zheng)常(chang)后,用18V直流電(dian)源直接送入UC3844的7、5腳(jiao),為振蕩(dang)電(dian)路(lu)單(dan)獨上電(dian)。測量8腳(jiao)應有(you)5V電(dian)壓(ya)(ya)輸(shu)出(chu);6腳(jiao)應有(you)1V左右(you)的電(dian)壓(ya)(ya)輸(shu)出(chu)。說明振蕩(dang)回路(lu)基本正(zheng)常(chang),故障在穩壓(ya)(ya)回路(lu);
若測(ce)量(liang)8腳有(you)5V電壓(ya)輸出,但6腳電壓(ya)為(wei)0V,查8、4腳外(wai)接R、C定時元件,6腳外(wai)圍電路;若測(ce)量(liang)8腳、6腳電壓(ya)都為(wei)0V,UC3844振(zhen)蕩芯片壞掉,更換(huan)。
b、對UC3844單(dan)獨上電(dian),短接PC2輸(shu)(shu)入側,若電(dian)路(lu)(lu)起振(zhen),說明故(gu)障在PC2輸(shu)(shu)入側外圍電(dian)路(lu)(lu);電(dian)路(lu)(lu)仍不起振(zhen),查PC2輸(shu)(shu)出(chu)側電(dian)路(lu)(lu)。
二、開關電源出現間歇振蕩,能聽到“打嗝”聲或“吱、吱”聲,或聽不到“打嗝”聲,但操作顯示面板時亮時熄。
這是因(yin)負(fu)載(zai)(zai)電(dian)(dian)路異常,導致(zhi)電(dian)(dian)源(yuan)過載(zai)(zai),引發過流保護電(dian)(dian)路動作的(de)(de)典型(xing)故障特征。負(fu)載(zai)(zai)電(dian)(dian)流的(de)(de)異常上(shang)升(sheng),引起(qi)初級(ji)繞組(zu)激磁電(dian)(dian)流的(de)(de)大幅(fu)度上(shang)升(sheng),在電(dian)(dian)流采(cai)樣電(dian)(dian)阻(zu)R4形成(cheng)1V以上(shang)的(de)(de)電(dian)(dian)壓信(xin)號,使UC3844內部電(dian)(dian)流檢測電(dian)(dian)路起(qi)控,電(dian)(dian)路停振(zhen);R4上(shang)過流信(xin)號消失,電(dian)(dian)路又(you)重新起(qi)振(zhen),如(ru)此循環(huan)往(wang)復,電(dian)(dian)源(yuan)出現間歇(xie)振(zhen)蕩。
檢查方法:
a、測量供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)路(lu)C4、C5兩端電(dian)(dian)(dian)阻值,如(ru)有(you)(you)短路(lu)直通現象(xiang),可能為整流(liu)二極管(guan)D3、D4有(you)(you)短路(lu);觀察C4、C5外觀有(you)(you)無鼓頂(ding)、噴液等現象(xiang),必(bi)要時(shi)拆下檢(jian)測;供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)路(lu)無異常(chang),可能為負載電(dian)(dian)(dian)路(lu)有(you)(you)短路(lu)故(gu)障元件(jian);
b、檢查供(gong)電電路(lu)無異常(chang),上電,用排除法,對各(ge)路(lu)供(gong)電進行逐一排除。如拔(ba)下風扇供(gong)電端子,開關電源(yuan)工作正(zheng)(zheng)常(chang),操作顯(xian)(xian)示面板正(zheng)(zheng)常(chang)顯(xian)(xian)示,則(ze)為24V散(san)熱風扇已經損壞(huai);拔(ba)下+5V供(gong)電接子或切(qie)斷供(gong)電銅箔,開關電源(yuan)正(zheng)(zheng)常(chang)工作,則(ze)為+5V負(fu)載電路(lu)有損壞(huai)元件。
三、負載電路的供電電壓過高或過低。開關電源的振蕩回路正常,問題出在穩壓回路。 輸出電壓過高,穩壓回路的元件損壞或低效,使反饋電壓幅度不足。
檢查方法:
a、在(zai)PC2輸出端并接10k電(dian)阻,輸出電(dian)壓回(hui)落。說明PC2輸出側(ce)穩壓電(dian)路正常(chang),故障在(zai)PC2本身(shen)及輸入側(ce)電(dian)路;
b、在R7上并(bing)聯500Ω電阻(zu),輸出電壓有(you)顯著回落(luo)。說明(ming)光電耦(ou)合(he)器PC2良好,故(gu)障(zhang)為(wei)PC3低效(xiao)或PC3外接電阻(zu)元(yuan)件變值。反(fan)之,為(wei)PC2不良。
負載供電電壓過低,有三個故障可能:
1、負載過重,使輸(shu)出電壓下降;
2、穩壓回(hui)路元件不(bu)良(liang),導致電壓反饋信號過大;
3、開(kai)關管低效,使(shi)電(dian)路(開(kai)關變壓器)換能不足。 檢查與修復方法:
a、將(jiang)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)支路(lu)的(de)(de)負(fu)載電(dian)(dian)(dian)路(lu)逐一解(jie)除(注意!不要以開路(lu)該(gai)路(lu)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)整流管的(de)(de)方法來脫(tuo)開負(fu)載電(dian)(dian)(dian)路(lu),尤其(qi)是(shi)接有穩(wen)壓反饋信號(hao)的(de)(de)+5V供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)路(lu)!反饋電(dian)(dian)(dian)壓信號(hao)的(de)(de)消(xiao)失,會導致各(ge)路(lu)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓異常(chang)升高,而將(jiang)負(fu)載電(dian)(dian)(dian)路(lu)大(da)片(pian)燒毀(hui)!)判斷(duan)是(shi)否由于負(fu)載過(guo)重(zhong)引(yin)起電(dian)(dian)(dian)壓回(hui)落;如切斷(duan)某路(lu)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)后,電(dian)(dian)(dian)路(lu)回(hui)升到正(zheng)常(chang)值,說明開關電(dian)(dian)(dian)源本身正(zheng)常(chang),檢(jian)查(cha)負(fu)載電(dian)(dian)(dian)路(lu);輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓低(di),檢(jian)查(cha)穩(wen)壓回(hui)路(lu)。
b、檢查穩壓(ya)回路的(de)電阻(zu)元件(jian)R5—R10,無變(bian)值現(xian)象;逐一(yi)代換PC2、PC3,若正(zheng)常,說明代換元件(jian)低效(xiao),導通內阻(zu)變(bian)大。
c、代換(huan)PC2、PC3若無效(xiao),故(gu)障可能為開關(guan)管低效(xiao),或(huo)開關(guan)和激勵(li)電路有問題(ti),也不排除UC3844內部輸出電路低效(xiao)。更換(huan)優質開關(guan)管、UC3844。
對于一(yi)般性故障(zhang),上(shang)述故障(zhang)排(pai)查法(fa)是有效的,但(dan)不(bu)一(yi)定百(bai)分之百(bai)地靈光。若檢查振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)回路(lu)(lu)、穩壓(ya)回路(lu)(lu)、負(fu)載回路(lu)(lu)都無(wu)異常,電路(lu)(lu)還是輸出(chu)電壓(ya)低,或間(jian)歇(xie)(xie)振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang),或干脆毫無(wu)反應,這此情(qing)況(kuang)都有可能出(chu)現。先不(bu)要犯愁(chou),讓我們往深入(ru)里分析(xi)一(yi)下電路(lu)(lu)故障(zhang)的原因,以幫(bang)助(zhu)盡快查出(chu)故障(zhang)元件。電路(lu)(lu)的間(jian)歇(xie)(xie)振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)或停振(zhen)(zhen)的原因不(bu)在起(qi)振(zhen)(zhen)回路(lu)(lu)和(he)穩壓(ya)回路(lu)(lu)時,還有哪些原因可導致電路(lu)(lu)不(bu)起(qi)振(zhen)(zhen)呢?
(1)主繞組(zu)N1兩端(duan)并(bing)聯的(de)R、D、C電路(lu)(lu),為尖峰電壓(ya)(ya)吸收網絡,提供開(kai)關管(guan)(guan)(guan)截止(zhi)期間,儲存在變壓(ya)(ya)器(qi)中磁場能量的(de)泄放通路(lu)(lu)(開(kai)關管(guan)(guan)(guan)的(de)反向電流通道),保(bao)護(hu)了(le)開(kai)關管(guan)(guan)(guan)不(bu)被過壓(ya)(ya)擊(ji)穿(chuan)。當D2或C4嚴重(zhong)漏(lou)電或擊(ji)穿(chuan)短路(lu)(lu)時,電源相當于(yu)加上(shang)了(le)一個很重(zhong)的(de)負載,使輸(shu)出電壓(ya)(ya)嚴重(zhong)回落,U3844供電不(bu)足,內部欠電壓(ya)(ya)保(bao)護(hu)電路(lu)(lu)起控,而(er)導(dao)致電路(lu)(lu)進入間歇振(zhen)蕩。因元件(jian)并(bing)聯在N1繞組(zu)上(shang),短路(lu)(lu)后(hou)不(bu)易(yi)測出,往(wang)往(wang)被忽略;
(2)有的(de)開關電(dian)(dian)源有輸入供電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(電(dian)(dian)壓(ya)過(guo)高)保護(hu)電(dian)(dian)路(lu),一(yi)旦(dan)電(dian)(dian)路(lu)本身故(gu)障,使電(dian)(dian)路(lu)出現誤(wu)過(guo)壓(ya)保護(hu)動作(zuo),電(dian)(dian)路(lu)停振;
(3)電流采(cai)樣電阻(zu)不良(liang),如引腳(jiao)氧化、碳化或(huo)阻(zu)值變(bian)大時(shi),導致壓降上升,出現誤過流保護,使電路進入間(jian)歇(xie)振蕩狀態;
(4)自供電繞組的整流二極(ji)管(guan)D1低效,正向導通(tong)內阻變大,電路(lu)不能起振,更(geng)換試驗;
(5)開關(guan)變壓器因繞組發霉、受(shou)潮等,品質(zhi)因數降低,用原型(xing)號變壓器代換試驗;
(6)R1起振電路參數變異(yi),但測量不(bu)出異(yi)常(chang),或(huo)開關管低(di)效,此時遍查電路無異(yi)常(chang),但就是不(bu)起振。
修(xiu)(xiu)理(li)方法:變(bian)動一(yi)下電路(lu)既有參數和狀態,讓故(gu)障暴(bao)露(lu)出來!試減小R1的(de)電阻值(不宜低于(yu)200kΩ以(yi)下),電路(lu)能起振。此(ci)法也可做(zuo)為應急修(xiu)(xiu)理(li)手(shou)段之(zhi)一(yi)。無效(xiao),更換開(kai)關管(guan)、UC3844、開(kai)關變(bian)壓器試驗。
輸出(chu)電(dian)(dian)壓總是偏高或偏低一點,達(da)不(bu)(bu)到(dao)正(zheng)常(chang)(chang)值(zhi)(zhi)。檢查不(bu)(bu)出(chu)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)和元件的(de)異常(chang)(chang),幾乎(hu)換掉(diao)了電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)中所有(you)(you)元件,電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)輸出(chu)電(dian)(dian)壓值(zhi)(zhi)還是在(zai)“勉強(qiang)與(yu)湊合”狀態,有(you)(you)時(shi)好像(xiang)能“正(zheng)常(chang)(chang)工作”了,但讓人心(xin)(xin)里不(bu)(bu)踏實,好像(xiang)神經(jing)質似(si)的(de),不(bu)(bu)知什(shen)么(me)時(shi)候會來(lai)個“反常(chang)(chang)表現”。不(bu)(bu)要放棄,調(diao)整一下(xia)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)參數,使輸出(chu)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)達(da)到(dao)正(zheng)常(chang)(chang)值(zhi)(zhi),達(da)到(dao)其工作狀態,讓我們“放心(xin)(xin)”的(de)地步(bu)。
電路參數的變異,有以下幾種原因:
1、晶(jing)體(ti)管(guan)(guan)低效,如三極管(guan)(guan)放大(da)倍數降低,或(huo)導通(tong)內(nei)阻(zu)變(bian)(bian)大(da),二極管(guan)(guan)正向(xiang)電阻(zu)變(bian)(bian)大(da),反向(xiang)電阻(zu)變(bian)(bian)小等;
2、用萬用表不能測出的電容的相關介質損耗(hao)、頻率損耗(hao)等(deng);
3、晶(jing)體管、芯片器(qi)件(jian)的老化(hua)和參數漂移,如光(guang)電(dian)耦合器(qi)的光(guang)傳遞效率變(bian)低等; 4、電(dian)感元件(jian),如開關變(bian)壓器(qi)的Q值降低等;
5、電阻元(yuan)件的(de)阻值變異(yi),但(dan)不顯著(zhu)。
6、上(shang)述5種原因(yin)有(you)數(shu)種參于其(qi)中(zhong),形成“綜(zong)合(he)作用”。
由(you)各種(zhong)原因形成的(de)電(dian)路的(de)“現在的(de)”這種(zhong)狀態,是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)“病態”,也許我們(men)得換一下(xia)(xia)檢修思路了,中醫有一個(ge)“辨證(zheng)施治(zhi)的(de)”理(li)論,我們(men)也要(yao)用一下(xia)(xia)了,下(xia)(xia)一個(ge)方(fang)子(zi),不是(shi)(shi)(shi)針(zhen)對(dui)哪(na)一個(ge)元件(jian),而是(shi)(shi)(shi)將整個(ge)電(dian)路“調理(li)”一下(xia)(xia),使之(zhi)由(you)“病態”趨于“常態”。就這么“模糊著(zhu)糊涂著(zhu)”,把(ba)病就給治(zhi)了。
修理方法(元件數值的輕微調整):
1、輸出電壓偏(pian)低:
a、增大R5或減小R6電阻值(zhi);
b、減小R7、R8電(dian)阻值(zhi)(zhi)或加(jia)大R9電(dian)阻值(zhi)(zhi)。
2、輸出電(dian)壓(ya)偏高:
a、減小R5或增大R6電阻值;
b、增大(da)R7、R8電阻值或減小R9電阻值。
上述調整(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de),是(shi)在對電(dian)(dian)路(lu)(lu)進(jin)行徹底(di)檢查,換掉低效元(yuan)件(jian)后,進(jin)行的(de)(de)(de)(de)。目(mu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)調整(zheng)(zheng)穩壓反饋電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)相關增益,使振蕩芯片輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)占空比變化,開(kai)關變壓器的(de)(de)(de)(de)儲能變化,使次級繞組的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)壓達到(dao)正常值(zhi),電(dian)(dian)路(lu)(lu)進(jin)入(ru)一(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)“正常的(de)(de)(de)(de)平衡”狀態。 好多看(kan)似(si)不可修(xiu)復的(de)(de)(de)(de)疑難故障,就(jiu)這樣經過一(yi)、兩只電(dian)(dian)阻值(zhi)的(de)(de)(de)(de)調整(zheng)(zheng),波瀾無驚地修(xiu)復了。
檢修中須注意的問題:
1、在開關電源檢查(cha)和修復過程中,應切斷三相輸出電(dian)路(lu)IGBT模塊的(de)供(gong)電(dian),以防止驅動供(gong)電(dian)異常,造成IGBT模塊的(de)損壞(huai)。
2、在修理輸出電壓過高的(de)故障時,更要(yao)切斷+5V對CPU主板的(de)供電,以免(mian)異常(chang)或(huo)高電壓損壞CPU,造成CPU主板報廢。
3、不可(ke)使(shi)穩壓回路中斷,將導致輸出電(dian)壓異常(chang)升高!
4、開關電源電路的(de)二極(ji)管,用于(yu)(yu)整(zheng)流(liu)和用于(yu)(yu)保護的(de),都為高速二極(ji)管或肖基特二極(ji)管,不(bu)可用普通IN4000系列整(zheng)流(liu)二極(ji)管代用。
5、開關管損壞(huai)后,最好換用原型號的(de),現在網絡這么發達,貨物來(lai)源不成問題,一般(ban)都(dou)能購到的(de)。網上許多東西都(dou)能以便宜的(de)價格購到,注(zhu)意質(zhi)量!
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