7腳是芯片的電源輸入端,該端在內部集成了穩壓器和最低門限電壓控制器,所以該芯片不用在外圍設置穩壓電路,只要接一只降壓電阻即可.最低門限值為10V,當7腳輸入電壓低于10V,該芯片將禁止輸出,處于保護狀態.正常工作時該端電壓約為12V―16V之間. 4腳是內部壓控振蕩器的定時端,通過接上合適的RC網絡,使輸出的PWM波控制在20KHZ―100KHZ之間.

a―1 2腳、3腳是輸出取樣反饋端,用于檢測開關電源的輸出,以便進行PWM調制控制,從而達到穩壓的目的. 在變頻器系統中,開關電源需要輸出:一組5V/DC、一組±12V/DC、四組20V/DC等多組電壓.其中5V/DC 主要用作主板及控制板的供電,±12V/DC用作霍爾檢測器件的供電,四組20V/DC用作IGBT的觸發供電.變頻器的型號及品牌不同,其開關電源的電壓值也不盡相同,但基本構架是一樣的,在此僅以下圖為例講一講開關電源的工作原理.

a―2 如圖a―2所示:電源經D1―D4、C1、C2整流濾波之后,通過降壓電阻R3到了UC3844的7腳電源正端,為其供電,UC3844通過檢測當7腳電壓大于10V時,控制內部壓控振蕩器開始工作,通過R8、C5將PWM的頻率控制在要求范圍之內.此時6腳輸出PWM信號去控制開關管Q1的通斷,R10是開關管的電流檢測電阻,通過檢測R10的電壓值來實時調整PWM的脈沖寬度,從而達到自動穩壓的目的.在圖中變壓器的副繞組通過D6、C7、C8整流濾波之后到了UC3844的7腳,增強了UC3844的驅動能力.C9、R11、D5是開關管的濾波吸收網絡,目的在于吸收變壓器的反向脈沖,保護開關管.

AC-1――AC-4是開關變壓器的次級輸出繞組,通過D7、D8、D9、D10、C10、C11---C17進行整流濾波后輸出對后級電路進行供電.了解了開關電源的原理之后,讓我們來看看如果開關電源出現問題應該怎樣進行維修.開關電源的幾個維修步驟如下: 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、檢測開關管b-e結、c-e結是否有擊穿短路現象、測量開關變壓器各個繞組是否有短路現象,以確定開關管、及開關變壓器的好壞(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,我們可以把開關電源板從變頻器上取下單獨對其進行加電試驗.用調壓器緩緩地調至開關電源的額定電壓值,此時應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波輸出到開關管的觸發端(根據電路設計的不同,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.經過上述幾個步驟的排除,開關電源應該可以正常工作了.在變頻器中,開關電源的種類很多,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網絡、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.

案例1:臺達變頻器(故障現象:上電無顯示)經檢測發現電源主回路、充電電阻、主回路接觸器都正常,因此確定為開關電源板故障.按照上述維修步驟對開關電源板進行測量.在進行第一步測量時,發現直流母線560V到PWM調制芯片之間的的330KΩ/2W的降壓電阻損壞,標稱330KΩ/2W的電阻,實際測量值達2MΩ以上,因此PWM調制芯片得不到啟動的電源,所以無法起振工作.為謹慎起見又檢測了開關管、變壓器、整流二極管及濾波電容等關鍵器件,在確定沒問題之后上電試驗,OK!開關電源起振,輸出各組電壓正常,裝回變頻器后開機試驗正常,此變頻器修復完畢(注:維修人員在維修中,一定要養成習慣:發現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:臺安變頻器(故障現象:上電無顯示)經檢測發現電源主回路、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電源板進行測量.第一步測量通過,第二步測量時發現開關管c-e結擊穿,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:西門子變頻器(故障現象:上電無顯示)經檢測發現電源主回路、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電源板進行測量.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,發現沒有PWM調制波形.更換PWM調制芯片后,上電試驗正常,故障排除.

案例4:施耐德變頻器(故障現象:上電無顯示)屢燒開關管經檢測發現電源主回路、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電源板進行測量.第一步測量通過,第二步測量發現開關管擊穿,第三步測量通過,第四步測量通過,更換新的開關管,單獨對電源板加電,管子又燒了.把開關管拆下后不裝管子,通電試驗,測量PWM調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,發現PWM波只有5-6 KHZ左右,斷電后把定時元件拆下測量,發現定時電阻阻值變大,更換定時電阻、開關管后上電正常,不再燒電源管,故障排除.案例5:倫茨變頻器(故障現象:上電無顯示)屢燒開關管按照維修步驟對開關電源板進行測量.第一步測量通過,第二步測量時發現開關管c-e結擊穿,第三、四、五、六、七步都測量通過.

裝上新的開關管上電試驗,隨著調壓器電壓的升高,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,趕快斷電發現開關管很燙手,測量發現其已經擊穿.

拆下開關管通電試驗,測量PWM調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,發現有PWM波輸出且頻率在30 KHZ左右,也正常.因此懷疑剛換的開關管質量不行,又換上一只,上電試驗,結果又把管子給燒了,斷電后無意之間碰到了吸收回路的元件,發現燙手,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,發現變壓器的吱吱聲小了,測量各組輸出電壓也正常.運行了20分鐘開關管也沒再燒,斷電后觸摸開關管微熱,屬正常起熱狀態,因此判斷故障在吸收回路,更換吸收回路元件,故障排除.