(1)方法一:用外供低压直流为UC384x振荡芯片电路上电(见图5-11),测量各脚电压进行检测和判断
这样做的好处是不必对电路做任何改动,只是直接从振荡芯片的5、7脚供入17~20V(用0~24V的可调直流稳压电源更好)直流电源,通过测量IC1的各脚电压变化,即能大致判断振荡芯片的好坏。
解除变频器的主电路供电,单独为振荡芯片提供16V以上的直流电源,以避过芯片内部16V的欠电压保护动作阈值。外供电压从电源引脚7、5脚引入。假定振荡芯片IC1是正常的,4脚定时元件R1、C1也是好的。引入16V以上直流电源后:
1)测量IC1的8脚应有稳定的5V基准电压输出。
2)测量IC1的4脚应该有1.5~2.5V的振荡电压,如用示波器可测得振荡电压的幅度、频率和(锯齿波)波形。
3)因为反馈电压信号最低(2.3V左右,实际为从1脚误差放大器最高输出返回的,经R4、R6分压的电压值),IC1内部误差放大器输出误差信号电压最高,从IC1的1脚应该能测量到4~7V的电压值。
4)因为此时的电流采样输入信号最小(其实为0),IC1内部PWM锁存器处于置位状态,6脚输出为最大占空比的脉冲信号。从IC1的6脚应该能测得较高幅度6~10V的输出脉冲电压(直流电压值),或用示波器测得脉冲信号电压波形。
符合以上检测结果,则说明振荡芯片和外围定时电路都是好的,可以排除其故障可能性。出现以下检测结果,可以判定为振荡芯片损坏,先换掉振荡芯片,再检查其他故障(往往是换掉振荡芯片,故障也随之修复了)。
1)为IC1引入电源后,测8脚输出的5V电压为零或偏离5V较多,振荡芯片已坏。
2)芯片的8脚电压正常,但测量4脚脉冲电压值为0V,检查R1、C1外围元件正常,振荡芯片已坏。
3)检测6脚输出脉冲电压为0V,说明振荡芯片已坏。因4脚和6脚外围电路的差异,测量6脚输出脉冲电压值也有差异,可以电压的有无作为判断依据。若6脚电压值为0或与7脚供电电压值相等,说明振荡芯片已坏。一般经过上述3个检测步骤,即可判断振荡芯片的好坏了。
注意!虽然UC384x芯片资料中给出电源电压为30V,但单独为芯片供电时,如单独为3842B芯片上电,当供电电压超过20V时,6脚输出脉冲电压消失,在16~19V范围以内有输出电压,起振后低于10V,输出电压消失。因而建议采用可调直流稳压电源,以提供适宜的供电电压,便于检测6脚输出脉冲。另外,当UC384x芯片的负载为电感元件或临时添加的电阻负载时,因加电时无反馈电压信号形成,此时输出的脉冲占空比最大,容易使UC384x芯片超载而损坏。因而注意检修过程中注意勿使UC384x芯片的负载过重,和带载情况下通电时间不宜过长。
中达VFD-B型22kW变频器开关电源电路检修过程中,当对图5-11中的IC1与外围元器件构成的振荡与稳压(实际)电路单独上电时,所测电压值见表5-5。由5-5表可看出,其检测结果符合上述分析。8、4脚与正常工作状态的电压值一致,在6脚能测到较高幅度(脉冲占空比较大)的输出脉冲电压,由此可以直观判断振荡芯片的好坏。
表5-5 中达VFD-B型22kW变频器开关电源振荡芯片3种工作状态的各脚电压值
(2)方法二:用DC530V通过起动电阻为UC384x振荡芯片电路上电,测量各脚电压进行检测和判断
暂时先解除开关管的供电,如将开关管焊离电路板,或检修后先不焊开关管,只为振荡芯片经起动电阻提供DC530V电源(见图5-12)。如5-9实际电路中,可将推动变压器DT2的一次绕组暂时用导线短接,屏蔽驱动脉冲信号,使后级开关管(逆变电路)停止工作,便于检修前级振荡与稳压电路。(www.xing528.com)
图5-12 只为振荡芯片提供DC530V起动电压的示意图(由图5-9化简而绘)
注意!不可用断开电流采样电阻DR44来断开开关管电源回路的方法,上电前就确定电流采样电阻DR44是好的,使振荡芯片DU6的3脚有可靠的电阻接地保障。若DR44处于断路状态,开关管还连接于电路中,则可能由3脚经开关管的漏、源极引入危险瞬时高电压,而导致DU6的击穿损坏!
接通开关电源的供电后,出现两种情况:
1)测量IC1的供电端7脚为较低的稳定电压值,如8V,4、6脚为稳定的0V。说明振荡芯片已坏。
2)测量7脚电压在较大范围内波动,如在10~16V之间波动;测量8、1、2脚有较低的波动电压值;但3、4、6脚电压值为0V,说明电路停振状态,无脉冲电压输出。检查4脚外部定时电路,若无异常,芯片损坏。
3)测量7脚电压有较大范围内波动,如在10~16V之间波动;测量2、3脚电压为0V(但用mV电压档,仍能测出微小电压的变化);测量8、4、6脚有较低的波动电压值,说明芯片有脉冲电压输出,振荡芯片及外部定时电路等外围电路,基本上是正常工作的。
以上测验,说明供电端7脚的波动电压和8、4、6脚的波动电路值,已经告诉了我们一个振荡芯片“起振工作”的信息:这说明电路已经起动了基准电压输出,振荡信号形成、PWM脉冲输出的正常工作机制,但因起动电阻只能提供2mA以下的供电流,开关电源的自供电电压未能形成,所以形成这样一个过程:振荡芯片接受起动电流(0.5mA)后→振荡芯片开始起动工作,4脚产生振荡电压→6脚输出PWM脉冲→内部电路工作后,从供电端7脚吸入更大的工作电流(需5mA左右)→导致6、8、4、6脚电压变得更低,接近0V→振荡芯片失去起动电压停止工作→供电端7脚起动电压上升至开起阈值,电路又重新起动,形成起动、停止的循环动作,使芯片的7、8、4、6脚电压产生0V以上的电压波动。
用DC530V通过起动电阻为UC384x振荡芯片电路上电,(以5脚为0V基准,用数字万用表的直流电压档)测量所得振荡芯片各脚电压值见表5-5。
另外,表5-5中,还列出了用DC530V通过起动电阻为UC384x振荡芯片电路上电时,4脚外接定时电路异常,电路处于停振状态中各脚的芯片各脚的电压值,以供参考。
通过以上检查,说明振荡芯片本身及外围定时电路基本上是好的,但还需要对芯片外部稳压电路进行检测,以中达VFD-B型22kW变频器开关电源为例(见图5-9),包括1、2脚外部电路和如图5-13所示的外部输出电压馈电路(或称外部误差放大电路)。
图5-13 振荡芯片外部输出电压反馈电路
可以在停电状态,用万用表的电阻档测量振荡芯片1、2脚外围元件及图5-13电路中元件的好坏。外部输出电压反馈电路,主要由2.5V基准电压源DU5和光耦合器DPH8为核心器件构成,将输出电压的变化最后转变为光耦合器DPH8的输出端3、4脚等效电阻的变化。
可以用外加0~12V可调直流电压,试验图5-13所示电路,能否正常传输反馈电压信号。将0~12V可调电压加至电压采样电阻DR90上端,调整输入电压在0~12V之间变化,当输入电压在9V以下时,测量DPH8的3、4脚电阻值为较大的固定值且不变化,随后随输入电压的升高(达10V以上时),3、4脚电压由数十kΩ变为1kΩ以下,说明振荡芯片外部电压反馈电路是正常的,能正常传输反馈电压信号;若测量DPH8的3、4脚电阻值一直无变化,说明稳压电路是失控的,检查修复后,再为开关电源上电试机。
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