如何检修5-11VFD-B型22kW变频器开关电源故障？

通过下面几个实例来介绍。

【故障实例1】 一台中达VFD-B型22kW变频器，检查开关管DQ19已经炸裂，测DQ20的D、S极已经短路，开关变压器DT1的一次绕组的引线也已烧断，但测量绕组还是好的。将绕组断头，刮除绝缘带锡后，加延长导线接入电路板，检查开关管的栅、源极附属元件，有损坏者换新的。

先不忙着焊入开关管，为了检查振荡芯片及外围电路有无故障，可以在不焊开关管的情况下，为开关电源引入DC530V供电电源，检测DU6的各脚工作状态，判断前级振荡电路是否正常。

测量结果，8、4、6脚有波动电压信号，说明前级振荡电路是好的。又检查DU5、DPH8等稳压控制环节都正常。焊好开关管，先将开关管供电回路中串接1A熔丝管，通电测试各路输出电压正常，恢复原供电，变频器工作正常。

【故障实例2】 中达VFD-B型22kW变频器除+5V输出正常外，其他各路输出电压严重偏高，如+24V升高为35V以上，14V升高至20V左右。

小李：咸工，该例故障有点怪啊。故障根源应该是稳压电路，但故障表现是稳压电路又似正常，又似不正常，不好判断了。该机的+5V输出是开关变压器DT1二次绕组的交变电压，经DD46、DC54整流滤波为+10V直流电压，再经5V稳压IC电路DU9稳压成+5V输出，至主板MCU电路的。检测+10直流电压也为正常值，故障表现确实就有点“怪异”了。振荡芯片DU6所需的电压反馈信号，即取自+10V输出点，由此可知，稳压电路的控制结果，即是使DD46、DC54整流滤波电压值等于+10V，此点电压偏高或偏低，电路都会做出稳压调整动作，改变输出PWM脉冲的占空比（即改变DT1的储能），使此点电压等于+10V为止。根据测量结果，判断稳压电路已经实施了“正常控制动作”，稳压控制电路是“正常”的。

故障检查：检查DU5、DPH8、DU6等相关稳压电路，没发现异常元器件，从+10V稳定来看，芯片内部误差放大器肯定也是好的，用示波器测4脚、6脚测振荡频率为25kHz左右，芯片工作正常，测6脚输出脉冲电压值在变频器停机状态为1.4V，比其他同类机型的输出电压值偏高，说明脉冲占空比同类机型偏大。由测试结果推理，稳压控制还是有失控现象。而此时DD46、DC54的整流滤波电压应该偏高对啊，怎么唯独该路输出电压还是正常的呢？您的看法呢？

咸工：由于+5V输出还是正常的，我们可以采用为+5V加、减负载的方法引起电压反馈采样电压+10V电压的变化，引起电路的稳压控制动作，检测其他输出电压有无变化（和变化趋势），来判断故障出在哪一环节。拔掉MCU主板DJP1排线端子时，相当于+10V空载，+10V的上升趋势使电压负反馈量加大，电源开关管驱动脉冲的占空比减小，测其他支路的输出电压相对降低，如+24V降为由+35V降为32V；当插入MCU主板的接线排时，相当于+10V带载，+10V的下降趋势使电压负反馈量减小，电源开关管驱动脉冲的占空比加大，使其他支路的输出电压大幅度上升。检查结果是，+10V电路空载时，其他供电电压虽有所降低，但仍偏高。

从+10V电压可以维持不变看，DU5、DPH8、DU6等稳压控制环节是没有问题的。可能为+10V负载电路有问题，+10V正常背后隐藏了“不正常”因素：

1）假设+10V供电电源的带载能力变差，即输出电流能力不够，为了提高输出能力，维持+10V电压值不变，稳压电路只有尽最大努力，使DU6输出脉冲具有较大的占空比，以补偿电路的带载能力（提升其输出电压至+10V）；

2）+10V（+5V）负载电路过载，将+10V拉低，稳压控制的结果使DU6输出脉冲占空比加大，维持+10V电压值不变。

因为输出电压采样信号是取自+10V，以上两种故障原因都会使开关电源电路“单方面照顾”了+10V的稳定，而使其他各路输出电压大幅度上升！稳压控制电路越是对+10V输出电路“恪尽职守”，其他各路输出就越是表现为失控。

故障修复：拔掉DJP1主板排线端子，解除负载后，输出电压仍旧偏高，故可以排除上述2）故障原因；又由于+5V为经DU9稳压后提供，并能保持于稳压值上，所以检查重点落在DD46、DC54的整流滤波电路的带载能力差上。故障原因有二，一是整流二极管DD46的整流能效低，经常表现为正向电阻变大和反向电阻变小；二是DC54滤波电容的电容量变小，或有漏电现象。焊下电解电容DC54，发现元件底部有漏液现象，用电容表测量电容值，由标称值的470μF降为20μF，近于失效，使+10V电路的带载能力严重不足。

更换DC54，测开关电源的各路输出电压值，都恢复正常。

【故障实例3】 中达VFD-B型22kW变频器，上电后操作显示面板报Lu（直流高压侧欠电压）故障，变频器处于故障保护状态，不接受起动信号，不能开机正常运行。

小李：咸工，先让我分析一下，故障原因主要有两方面：

1）由变频器交流供电电压偏低等原因引起的直流回路DC530V偏低，至MCU欠电压保护阈值（如450V）时，变频器报Lu故障，并处于停机保护状态；

2）直流回路的DC530V电压正常，系变频器电压检测电路本身故障，“谎报军情”，误报故障，引发变频器错误的保护动作。

先测量P、N端子的DC530V正常，排除变频器主电路的问题，再检查直流电压检测电路。这里就存在一个问题了：变频器是如何进行直流电压检测的？怎么找到直流电压检测电路呢？

咸工：变频器的直流电压检测信号一般是从开关变压器的二次绕组，经整流和RC滤波电路取得。有些变频器产品，是用电阻网络直接对DC530V降、分压，再由线性光耦合器处理，送后级电路。咱就以中达VFD-B型22kW变频器的电压检测电路为例，探讨找到直流电压检测电路的方法。(www.xing528.com)

电压检测电路一般有如下基本特性：

1）与某路输出电压电路共用一个开关变压器二次绕组，一般为+5V供电绕组，本例机型则从+10V供电绕组取出，直流电压检测整流电路和+10V电源电路共用一个绕组，输出直流检测信号电压-13.5V。供电电源电压为正电压；电压检测信号则与同绕组整流电源电压呈反极性，是负电压。从DD20、DD46两只整流二极管的（反向）接法可以看出。

2）供电电源电路，整流二极管后面接有较大容量的滤波电容（电解电容），以起到滤波和提升带负载能力，该电路能提供较大的电流输出；电路检测电路，整流二极管后面只有小容量的贴片电容，同时串接较大电阻值的电阻（本例电路为20Ω，有的电路串接电阻值达数kΩ），说明该路“电源”没有电流提供能力，只是输出一个电压信号。

3）供电电源电压是稳定不变的，不随DC530V的高低而变化；电压检测信号电压则随DC530V的变化而变化，所以-13.5V输出信号电压不是一个确定值，随变频器交流供电（和直流DC530V）电压变化而变化，并呈线性比例关系，当输入交流三相电压为380V（也即直流电压为530V）时，检测信号电压值才为-13.5V。如果用调压器为变频器供电，可检测到电压检测信号跟踪于供电电源电压的高低，是随之变化的。

图5-14 中达VFD-B型22kW变频器直流电压检测电路

回到本例故障检修上来。当开关电源电路的直流供电电压为530V时，测量电压检测信号应为-13.5V。若检测结果正确，说明变频器报欠电压故障，为后级（MCU主板）检测电路异常；若测量信号电压远远低于-13.5V，则可判断变频器报欠电压故障，系开关电源电路的直流检测电路故障。

检测结果，测量电容DC32两端的直流电压值仅为9V，拆下DC32测量，约有1kΩ的漏电电阻值，更换DC32，上电测量检测信号电压值正常，变频器能正常运行，故障修复。

【故障实例4】 中达VFD-B型22kW变频器出现开关电源故障。单独为开关电源电路上电（DC500V维修电源），测+5V输出为6.2V，输出电压偏高。测量其他各路输出电压，普遍有偏高现象。判断故障在稳压控制环节，检查DU6的1、2脚外围电路无异常，检查外部稳压电路中的输出电压采样电阻DR90、DR91、DU5、DPH8等元器件均无异常，怀疑DU5基准电压源低效，换新后试验，故障依旧。

小李：输出电压都偏高，应该是稳压电路的故障，确定无疑了吧？不过细想一下，稳压电路好像又没有真正坏掉的元器件，也是不好分析的一例故障啊。

咸工：输出电压虽然偏高，但电压值稳定，稳压电路还是“起作用”的。其故障实质是因反馈电压信号过低，或振荡芯片内、外部误差放大器（见图5-15）的增益变低、使6脚输出脉冲占空比增大，开关变压器DT1储能过多所致。

图5-15 振荡芯片内、外部误差放大器电路

以光耦合器DPH8的输入、输出侧电路来区分，将输出侧电路定义为振荡芯片内部误差放大器，将DPH8的输入侧电路定义为外部误差放大器，采取一定检修措施，先将故障范围确定于内部或外部误差放大器电路上，再进一步确定故障元器件，检修方法如下：

1）试在DPH8的输出端3、4脚并联10kΩ电阻，上电试机，发现输出6.2V降低为6V；停电后，再将并联电阻值减小为5kΩ，上电测量+5V输出正常。

2）判断故障出在外部误差放大器上。若在DPH8的输出端并联电阻无效，说明故障出在内部误差放大器，检查DU6的1、2脚外接元器件无异常，应更换DU6。

3）由检测结果可得出，故障在外部误差放大器。由于DU5已经换新，故障疑点在光耦合器DPH8上。光耦合器输入侧为发光二极管，有正、反向电阻特性。输出侧为光敏晶体管，进行电阻检测电阻值为无穷大。用一般的检测方法，在线或离线检测，因检测方法的局限，除明显的输出侧短路、输入侧短路、断路故障，对发光二极管的发光效率变低，输出侧晶体管的放大能力降低，无法测出。

4）更换优质光耦合器PC817，上电试机，测+5V输出电压正常。

故障原因：由于DPH8内部发光二极管的发光效率变低，或输出侧光敏晶体管低效（放大能力严重变差），使外部误差放大电器的增益变低，出离正常的稳压控制范围。