變頻器開關電源維修方法圖解

圖1 開關電源電路中的振蕩小板
在故障檢修中，如果先行確定了振蕩小板外圍（器件數量少，電路簡單）電路元件，如開關管、開關變壓器、二次測整流電路都無問題，故障檢修的重點便轉移至對振蕩小板的檢修上來。而此振蕩小板往往作為一個獨立部件，垂直安裝于電源/驅動板上，與周圍開關變壓器、開關管等元件相交錯，不易搭上表筆，檢修起來相對困難。想徹底對振蕩小板進行檢修，一般需費勁從電源/驅動板上焊下進行檢測，而脫機后如何上電驗證振蕩小板是否工作正常，也成為一個棘手的問題。
因而，如何采用相關措施對振蕩小板進行脫機檢測，或者進一步，如何對在線狀態，對振蕩小板有無故障進行快速和較為準確的判斷，在故障檢修中，就顯得非常有意義了。

圖2 WIN-9P型15kW變頻器開關電源
圖2電路為本人在近期故障檢修中，據實物測繪出的WIN-9P型15kW變頻器開關電源電路，虛線框內為振蕩小板內部電路，從圖2中可以明顯看到，振蕩小板作為一個獨立部件，為6線端元件，其中VG+、VG-為振蕩芯片3844B的供電電源引入端；+5V、GND為輸出電壓采樣信號引入端；G和IF則為脈沖信號輸出端和電流反饋信號引入端。
可以以光耦合器U1為分界線，分為輸入側和輸出側兩部分電路，在線或脫機狀態下，分別提供U1輸入側電路和輸出側電路的供電電源，完成單獨對振蕩小板進行檢修和故障確認。
從VG+、VG-端接入16~24V以內的直流電源，以滿足振蕩芯片的起振工作條件。注意，若在脫機狀態，必須將3844B的3腳暫時與5腳短接，以防因3腳懸空形成靜態高電平，導致內部電流保護電路動作而禁止6腳脈沖信號的輸出！此時若振蕩芯片U2及外圍電路元件是好的，則采用直流電壓擋，能測到以下工作電壓：
1、首先能在U2的8腳檢測到穩定的5V電壓；
2、繼之在U2的4腳檢測到2~4V以內的振蕩（穩定）電壓輸出；
3、隨后在U2的6腳檢測到6V以上的脈沖信號電壓輸出。
以上檢測，若1、2步驟檢測都異常，先換掉U2再試。若1、2步驟檢測正常，在6腳無法測到脈沖電壓的輸出，首先確定3腳是接為0V低電平（不為低電平時暫時短接3、5腳使之為低電平），繼之檢測1腳是否遠高于1V，若1腳電壓偏低，檢查1腳外圍電路，有無漏電或短路元件，排除后，使1腳電壓上升為3~8V以內，隨之將會在6腳測到正常的脈沖信號輸出。
一般經過1、2、3步驟，便可以找到故障原因或確定振蕩電路的好壞了。
   光耦合器U1的輸入側電路，如圖3所示。這是一個輸出電壓采樣與處理電路，從整個電壓反饋處理電路來看，U1輸入側與輸出側（即振蕩芯片U2的1、2腳內、外部電路）構成了一個電壓反饋放大器電路。若以線性穩壓的眼光來看，輸出+5V高低的變化，導致了U1輸入側光電流的變化，引起輸出側3、4腳導通電阻的變化。但這種看法是錯誤的，若分析電壓基準源431內部電路（見圖4），U1的輸入側電路只能工作開關模式，而無法進入線性區域。

圖3 開關電源的輸出電壓采樣電路（穩壓回路之一）
在+5V、GND端送入0~6V的可調直流電壓信號，以滿足圖3電路的電壓采樣條件，觀察U1輸出側電阻或電壓的變化，可大致判斷圖3電路是否處于正常狀態。

圖4 電壓基準源TL431封裝形式及內部原理框圖
TL431內部電路原理如上圖所示，內含一個2.5V基準電壓源、電壓比較器及并聯分流管VT。TL431為三線端元件，其中VREF為外部基準電壓端，輸入信號與內部Vref相比較，在VREF端輸入電壓信號高于2.5V時，內部VT導通，否則VT處于截止狀態。配合外部電路分析，TL1和U1僅對采樣電壓的一個點——5V作出反應，采樣電壓低于5V時，TL1內部VT處于截止狀態，光耦合器U1也無輸入電流產生；采樣電壓高于5V時，TL1內部VT導通，提供U1輸入電流的通路。整個圖3電路，其實是工作開關狀態的。
1、停掉VG+、VG-端接供電的情況下，可以檢測U1輸出側3、4腳之間的電阻值
在+5V、GND端送入0~6V的可調直流電壓信號，當輸入信號電壓低于5V以下時，測U1的3、4腳之間的電阻值，指針表黑筆接4腳，應大于10kΩ，數字表顯示值更大些。U1輸出側內部三極管明顯處于截止狀態；當輸入信號電壓大于5V時，U1的3、4腳之間的電阻值，指針表測量值小于1kΩ。數字表測量值為幾十歐姆。U1輸出側內部三極管明顯處于導通狀態。
2、在VG+、VG-端引入供電的情況下，可以檢測U1輸出側3、4腳之間的壓值
在+5V、GND端送入0~6V的可調直流電壓信號，當輸入信號電壓低于5V以下時，測U1的3、4腳之間的電壓值，應在3~8V之間。同時，檢測振蕩芯片6腳的脈沖信號，在正常輸出狀態。若測量電壓偏低，更換U1后再試。更換U1后仍低，檢查U1的4腳外接元件有無損壞；當輸入信號電壓大于5V時，測量U1的3、4腳之間的電壓值，應低于1V，說明U1輸出側內部三極管處于良好導通狀態，此時檢測3844B的6腳輸出脈沖信號電壓為0，說明穩壓控制是生效的。圖3電路是好的。
采用1或2步驟檢測，都能確定圖3電路的好壞。
確定了振蕩小板是好的，檢測小板外圍電路，重點是3844B的7腳啟動和供電支路，就省事多了。