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一波三折的开关电源维修

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baery
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发站内信
发表于:2020/7/3 12:54:57
#0楼
近日接手一台ELS-4T037A 3.7KW变频器,送修的人说不出什么故障现象,反正是坏了。仔细观察板子,没有烧毁的元器件,但有维修过的痕迹,看来是没修好,送到我这儿了。
先大概测量一下模块,没有明显的短路故障,假定模块是好的,那就通电试机。在RST进线端任意两个端子接入单项380交流,测P、N有540v直流,整流电路正常。测模块上三路与下支路GE之间电压为零,测2844(U1)第7脚0v,看来开关电源确实没有工作。
断电,测U1第7、5脚阻值不为零,没有短路,测R144、R146、R150电阻值均与色环一致,也没有开路。再次加电,依次测R144、R146、R150输出,发现R150与D38之间电压为零。因为之前没有电路图,也不知道这个点都连接什么元件,大致跑一下电路,发现Q4、D33已经烧毁短路。分析Q4、D33的作用,应该是在开关电源起振后短路断开启动电阻送来的启动电压。一时顾不上找替换品,先把它哥俩焊下空着。加交流电再测2844(U1)第7脚电压,有了,但只有12.5v。直接给2844的7脚加17v直流电,2844正常工作,8脚5v,6脚7.5v,说明U1没毛病。
难道c1漏电了?拆下c1,用三用表电容档测试容量102uf,没毛病也要换个新的电容,换新电容再加交流的,测7脚还是12.5v。看启动电阻没有焊接过的痕迹,人为换错阻值的可能性不大,但如果不在启动电阻上做调整,u1无论如何是不会工作的,因为它需要16v以上的电压才能启动。先把R150短路,加电测试为15.9v,好奇怪啊,16.1v不行吗!既然短路R150不行,那就短路R146吧,让启动电阻变成250k,加电再测u1的7脚电压,16.1与15v直接跳变,看来这下u1启动了,但一起振即停振,自供电没有稳定输出。可能后级有短路。
再仔细看一下变压器的后级输出,除振荡绕组外,包括自供电一共有9路输出,9路整流二极管测量都正常。取样电压来自D53,但D53后并联的稳压电容接的有点怪,不是正常焊在印刷版上的,是电容正极接D53正极,电容负极没有剪腿,焊到了D53负极。请注意这个细节,这是造成电路不起振的原因之一。可当时我没有细想,光想着查后级有没有短路的地方。既然测量没有短路,又不知道各绕组输出电压的正常值是多少,那就使出必杀技,给u1供17v直流电,P、N供可调直流电,看u1第6脚的波形,发现P、N供电在30v以下时,随着P、N电压升高,后级整流输出的各个电压都在升高,但最高的只有12v,取样电压只有3.6v。P、N电压超过30v,u1第6脚的波形开始变窄,说明开始进入稳压调节了。这不科学啊。根据我以往的经验,这种530v直流供电的开关电源,在u1第6脚最大占空比输出的时候,P、N一般要加到90v左右才会进入稳压环节,而现在30v就开始稳压了,什么问题?光耦?431?采样电阻?2844?变压器匝间短路?心中一万头草泥马跑过。
抽一支烟,思索了20分钟,既然稳压支路异常,不排除后级可能有莫名其妙的短路点,我就把稳压反馈光耦及所有的整流二极管断开,反正P、N加的电压低,不怕输出高。果断焊下光耦u2及8个整流二极管,加电再测,故障依旧。维修陷入僵局。
再思考,2844的输出调节,只有两个环节,3脚电流,1脚电压。有的电路调2脚,其实最终还是调节1脚电压。说过流吧,3脚电压始终不到0.1v,尽管如此还是先排除3脚引起保护的可能性,把3脚焊根线直连到热地,有所改善,P、N电压可以加到40v了,可是超过40v,6脚脉冲又开始变窄,看来还是没有找到根源。剩下一个就是1脚了。测1脚电压1.7v,如果当时有图纸,可以很明显看出u2断开时,1脚电压应该为5v,可当时电路图还没有画出来,我想既然如此,我给你加个5v电压看看什么情况,就从8脚引入5v加到1脚,6脚波形瞬时就正常了,再调节P、N电压到80v左右,6脚波形仍然正常,再仔细跑一下1脚外围电路,发现R164本身就是供5v给1脚的,测R164,300k,焊下测量,1k,再焊上测量,1k。取下外接线测1脚电压,已经正常恢复到4.9v了。
Ps:板子久了经常会碰到这种贴片电阻虚焊故障,看上去好好的,阻值本身也正常,甚至用三用表测电阻两端也是正常值,但连接的电路两端阻值变大。原因是电阻与线路板虚焊,这种故障在传送通讯信号(CAN,485)的电路中更为常见。
焊好u2,8个整流二极管,u1外供电,P、N加电80v测量后级输出的电压, D55输出25v,估计是供给cpu的24v,D54负14v,D53输出7v,D43输出14v,D45~ D48为23v。因为此时去除了稳压支路,P、N电压不敢再往上加了,电路基本正常了。但是7v电压是给谁用的,5v是D43的15v变的,这个D53整出来的7v接的是集成块的正极供电,那应该是+12v或+15v,下意识手摸了一下c161,怎么有点发烫,漏电了?引脚过长寄生振荡?焊下了测量电容值正常。这个电容焊的有点怪,不是正常焊在印刷版上的,是电容正极接D53正极,电容负极没有剪腿,焊到了D53负极。原来以前维修的大神把引脚弄断在负极过孔里了,这个负极是两个+15v和负15v的公共地,印刷版上大面积的铜箔,电烙铁功率小了根本化不开锡,导致断脚无法取出,所以同行就另辟捷径想当然的接到D53的负极。这种接法我开始没顾上细想,现在故障基本排除了再想就哑然失笑。电容在高频下相当于通路,把绕组过来的高频脉冲直接跨接过了整流二极管,所以15v变成了7.6v,还会发烫。断脚不好取,我的75w的hakoo也是化不开锡,折腾了20分钟,最后用110w的hakoo吸锡枪化开锡,请老婆帮忙在板子另一边用尖嘴钳夹住露出来的一点点引脚拔了出来(论好老婆对电子维修的重要性)。焊好电容及反馈光耦,加电测试,P、N电压在88v时u1的6脚波形开始收窄,而各路电压均维持在正常值。去除外接引线,替换Q4,D33,P、N直接加530v,电路起振,各路电压正常,至此故障已经修复。
维修有三怕:一是软故障,二是复合故障,三是同行修过的。复合故障相互叠加相互影响,弄不清是驴不走还是磨不转,能让人感到以前学习的理论统统失效。同行修过的,如果是高手没修好,那说明故障肯定不一般,如果是生手,那就会让你怀疑他换过的每一个元件有没有问题。就拿这个电路的c161焊接错误来说,如果没排除这个故障之前贸然加电,要么电路过流保护,要么因为取样电压过低导致其他各支路电压异常升高大面积烧毁电路,后果不堪设想,只能换新板了。
看论坛高手说修开关电源只要三斧头,这个故障我修了两天,大战了三百回合。看来水平有待进一步提高。另外故障虽然修复了,还有一个问题存疑:R144、R146、R150共同构成启动电阻,总阻值400k,测量阻值正常,也不像后来更换过的,为什么不能正常启动电路,请大家指教。



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baery
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发站内信
发表于:2020/7/3 12:55:25
#1楼
附件 ELS-4T037A 3.7KW开关电源原理图.jpg
4397
799676754
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2018论坛解答高手
发表于:2020/7/5 9:50:27
#2楼
   高水平是折腾出来的。
雷电
3261
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发表于:2020/7/5 10:59:46
#3楼
决定把附图打印出来,对照图纸详细走通所述每一步,感谢楼主此贴倾注的大量心血。
[此贴子已经被作者于2020/7/5 11:01:34编辑过]
此帖发自手机工控论坛
183
baery
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发表于:2020/7/5 20:36:30
#4楼
附件:ELS-4T037A 3.7KW开关电源原理图_2020-07-02_18-49-58.pdf
[本地下载]
183
baery
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发表于:2020/7/5 20:37:09
#5楼
回复 #3楼 82252031
那我给你发个pdf图,看的清楚些
3261
82252031
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发表于:2020/7/5 23:33:45
#6楼
谢谢楼主分享
124
为你通讯tHbt
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发站内信
发表于:2020/7/26 11:38:07
#7楼
我来补充一点,说的不好请见谅
其一  那个高压侧的地,还有低压侧的地,图标是画对了,但是严谨来说,不能统一标为GND,这样会混淆起来
其二  那个D55整流出来的那个28V,送到CPU板上面,是作为那个输出端子的24V供电的前级来的
其三  至于你说的Q4,作用你分析的没错,这个就是PWM芯片输出正常以后,8脚的5V让N沟道的MOS管导通,拉低启动电压,这个前提是有D38反向截止才能正常工作,很多的2844电路中,启动电阻一直就是接入电路中的,这个还先进了一点,但是如果Q4异常,那是直接会导致PWM不能起振工作的
这里我有个不成熟的建议,那个后级电路有没有短路,可以用电压法来排除,前提是要限流,可以在每个整流二极管的两端,加相应的电压(这个电压加多少呢,按正常工作电压加,可以看二极管后面接的滤波电容的耐压来判断,如果是35V耐压的,一般是24V工作电压。如果是25V耐压的,一般来说,不会高于18V,说的可能不大准,大概就是这么个意思,根据滤波电容的耐压来大致判断这路的工作电压),一般情况下,如果是在单驱动板的情况下,就是说没有插主板,没有插其它板子的时候,电流一般不会大于100MA-200MA,这个可以自己来判断,你不是调电压了,还限流200MA,(下面说的是输出正电压的情况下)如果加到二极管两端,就是二极管负极接电源正,二极管正极接电源负,只要电流达不到限流值,并且直流电源的CC灯不亮,证明这路供电就必然没有短路,用的熟练了,这个方法很快的,就可以排除后级短路,表达能力不行,说了这么一大堆。
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