隨著電子技術的飛速發(fā)展，目前在越來越多需要直流（多在dc100v以下場景）電源的設備當中，傳統(tǒng)之體積笨重、轉(zhuǎn)換效率低下的工頻變壓器以及關聯(lián)電路早已銷聲匿跡，取而代之的是體積小巧、轉(zhuǎn)換效率高、且更具價格優(yōu)勢的——開關電源。而今天筆者要分享的近期所處置的這例險些誤判、誤處置的變頻器故障就同開關電源有直接的關系！
在開始正文以前，筆者先簡單對開關電源的有關知識做一個簡短的介紹：按照開關電源二次繞組（既輸出端）同一次繞組的相位關系，可分為反激式開關電源和自激式開關電源兩大類。在各類工控電子設備以及相當部分的家用電器當中（尤其是電磁爐、電壓力鍋、路由器、抽油煙機等小家電）均采用以uc28/38xx系列ic為代表的反激式開關電源線路，這類開關電源的線路形式和工作原理，相對來說近乎固定和統(tǒng)一的。本次所分享的變頻器便是采用uc3842 ic的反激式開關電源構造。接下來諸君請隨我一起重溫，此次故障的檢修經(jīng)歷。
本月初，有客戶將一臺日業(yè)牌45kw變頻器送至筆者維修店內(nèi)，介紹其故障癥狀為：在復工使用運行一個月以后，該機出現(xiàn)了不定時“死機”故障——顯示面板上bcd七段數(shù)碼管全部點亮，顯示出“8.8.8.8”字樣，并且全部指示燈同數(shù)碼管顯示屏一道呈現(xiàn)出低頻閃爍狀態(tài)，此時包括“rest”鍵在內(nèi)的所有按鍵均失靈。可最難理解的是，該故障現(xiàn)象在持續(xù)一段時間后會自動消失，變頻器又能恢復正常操作使用！
送走客戶后，筆者給變頻器通入三相380v維修電源展開檢測。在開始的近一個小時當中，此變頻器的表現(xiàn)是十分正常，且測得其有關交、直流電壓值均正常！正當筆者就此推測故障原因極有可能是，該變頻器安裝使用地點存在電磁干擾所致時，原本正常的變頻器居然在毫無征兆的情況下，發(fā)生了如客戶所言的故障現(xiàn)象。有鑒于此，筆者遂推翻了早前的判斷，開始懷疑變頻器主板恐怕發(fā)生了問題?？删驮跍蕚渫ｋ娭H，筆者卻忽然注意到故障現(xiàn)象中一個被忽視的情況——顯示面板上無論是指示所用發(fā)光二極管還是數(shù)碼管的亮度，均較正常時偏暗許多！
針對這一發(fā)現(xiàn)，筆者立即使用萬用表測量變頻器主板和顯示面板的工作電壓——原本正常的＋5v電壓，此刻居然跌落至+3.6v！并且在將該電源從主控板上分離后，電壓仍然維持在+3.7v！再次推翻有關故障原因的推測后，筆者將問題的源頭鎖定在變頻器開關電源+5v輸出回路上。文中附圖一，便是該型變頻器開關電源的原理圖（其實近80％的變頻器開關電源在稍作修改后，則近乎通用）。結合測量數(shù)據(jù)，筆者將引發(fā)故障的矛頭直指開關電源二次側+5v輸出端低頻濾波電解電容。使用電容表測量后，+5v輸出端外觀正常到不能再正常的16v 1000uf電解電容（圖二）的容值居然呈現(xiàn)出在300uf處大幅波動的狀態(tài)，實為典型的失容故障現(xiàn)象！
至此這例故障現(xiàn)象奇特，讓筆者接連不斷推翻猜測的變頻器故障原因得以水落石出：由于開關電源直供變頻器主板和顯示面板所用的+5v電源回路中，濾波電容的容值減小和波動，勢必導致+5v輸出電壓存在不確定性，既當該電容容值較高時可勉強維持輸出電壓穩(wěn)定，但受使用環(huán)境中的溫度、負荷變化等因素影響，其濾波效果會大幅降低從而導致帶載能力隨之減弱，直接表現(xiàn)便是電壓值下降。當電壓值下降到一定程度后，主板電路尤其是mcu部分便會出現(xiàn)類似“斷電復位”的故障現(xiàn)象，也就是本文開頭的一幕！在將故障電容做更換后，這一奇特的變頻器故障現(xiàn)象便迎刃而解！