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【原创:故障检修案例】工控电子设备反激式开关电源故障处置纪实(连...

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wangdongchun
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专家
  • 2021-10-12 14:49:20
【原创:故障检修案例】工控电子设备反激式开关电源故障处置纪实(连载)
      
      前注:各位“世纪电源”论坛的坛友,大家好!本人是一名个体维修电工从业者,因工作中经常遇到变频器、逆变式电焊机、各种工矿企业所用开关电源等装置,故而通过书籍和网络学习有关专业知识。无奈属于半路出家,对理论知识掌握不好,此番发帖为本人实际工作中处置过的各种设备反激式开关电源检修案例,在表述中难免有不专业的情况出现,还望各位坛友多多包涵并请指正。
      正文:由于线路结构相对固定,带载能力以及可靠性较高,加之设计生产成本具有优势,从而导致目前近80%的变频器和伺服控制器、90%以上的逆变式电焊机(指ZX系列手工焊机)、近乎100%的软启动器等设备的直流辅助电源,均采用反激式开关电源架构。而这当中又以UC28/384X(X:2、3、4、5)系列IC最具代表性,至于该种线路以及IC的工作原理,论坛和网络上有相关资料,本人在此不再赘述。为了便于后面案例叙述,本人特手绘典型原理图一幅,供大家参考
原理图.jpg

常见故障

一、接修一台汇川牌MD380系列45KW变频器,故障现象为:运行过程中报出“OH”过热故障代码,观察发现变频器机内4支DC24V 0.75A散热风扇会不定时出现停转症状。
经查4支散热风扇无异常,随即本人将故障锁定为变频器内部专为散热风扇所设的“风扇开关电源”线路板上。通过观察,本人发现该线路板上输入端直流母线储能电容,以及次级滤波电解电容顶部均有不同程度的“鼓肚”现象(见附图)!在将有关电容做换新处理后,变频器恢复正常。推测电容有可能是长时间使用或质量瑕疵,从而导致故障出现。

1.jpg

二、一台日业牌SK519系列2.2KW变频器,在运行过程中频繁出现自动停机现象,此时整机呈现出反复启动初始状态——数码管和LED指示全部点亮,并反复闪烁。

在排除变频器输入交流电源缺相、电缆受损等外在嫌疑后,本人将排查对象锁定在本机开关电源线路上。给开关电源线路板送入DC530V电压,测试电源IC UC3844之8、5两脚间电压为DC5V,但次级输出端+5V电压(其它输出端电压同样)在1.6——4.5V间大幅波动,细听变压器有清晰的“打嗝”声发出!将开关电源次级所接负载全部去除,开关电源仍然表现为“打嗝”状态。


2.jpg

针对这种故障表象,本人准备对IC相关的电压、电流监测回路展开排查,不过转念一想发现自己忘了一引发此种故障现象的诱因——当IC启动工作后,如果自供电回路出现异常,则必然会导致IC发生此种情况。在针对变压器自供电绕组、以及整流二极管(D2)、两支滤波电容器(C2、C4)以及稳压二极管的测量过程中,本人发现50V47UF的滤波电容C2之容量近乎为零!在使用同规格电容代换后,开关电源恢复正常,由此可见本人有关自供电回路不稳定的推断正确。










世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2021-10-12 15:14:33
 
期待王工接下来的分享!
ggikahab
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初级工程师
  • 2021-10-13 11:53:00
 
前排,很棒的案例分享
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-10-13 22:05:04
 
后面还会有其它故障案例分享,而且部分还是非常罕见的案例
QLH2021
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高级工程师
  • 2022-4-11 15:59:10
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SIC碳化硅MOS发来    ASC30N1200MT4 -PDF.pdf (655.17 KB, 下载次数: 7)
stevenqian
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副总工程师
  • 2022-6-8 17:12:23
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车载OBC及开关电源等高效应用方面采用图腾柱无桥PFC取代传统的PFC或交错并联PFC 车载OBC及开关电源等高效应用方面采用图腾柱无桥PFC取代传统的PFC或交错并联PFC.pdf.pdf (4.96 MB, 下载次数: 14)
QLH2021
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高级工程师
  • 2022-6-18 14:47:49
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谢谢分享
hunter4051
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LV8
副总工程师
  • 2021-10-13 13:54:44
 
电路图绘制很漂亮,很赞,有心
wangdongchun
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专家
  • 2021-10-13 22:06:49
 
多谢支持,请关注后续故障分享。
ykradio
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本网技师
  • 2021-10-14 19:54:10
 
电解失效,开关电源损坏占比较多数
tmcent
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总工程师
  • 2021-11-7 23:03:07
 
好像是的,首先就要看下400V或450V电解电容爆了没有。

wangdongchun
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专家
  • 2021-11-8 06:28:48
 
有些电容故障从外观上很难看到,需要一个个测量才行。
tmcent
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总工程师
  • 2021-11-8 09:47:26
 
请教一下,如果外观没有异常的电容,是否需要把电容拆下来再检测?直接在电路板上检测是否可靠?
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-8 10:50:38
 
是的,这种情况下多以容量和内阻测试为主要检测数据对象。
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-10-20 14:26:18
 
近日接手一款煤矿矿灯充电架所配用的开关电源——输入AC220V,输出DC7V 60A,故障现象为无输出电压。该电源采用的结构为:使用VIPer12A反激电源IC构成辅助回路,为后级TL494功率级开关电源线路提供电源。TL494采用经典的三极管推挽结构和驱动变压器形式,驱动两支40A级MOS管形成振荡回路。该电源输出端采用LM358运放线路构成稳压和短路功能电路。
拆机发现电源中玻璃管保险完好,各个电容无鼓肚、漏液现象后,本人接通维修专用AC220V电源,然后测量TL494之第七和第十二脚,结果发现无电压——由此可见故障系VIPer12A辅助供电回路异常。在测量VIPer附属元器件损坏后,采用经典的代换法将该IC代换,通电试机开关电源输出指示灯点亮,由于后级可调电位器没有随机带来,所以本人使用560Ω电阻代替,测量输出电压稳定在6.2V,该机遂得以修复。
IMG_20211020_092346.jpg
能源消耗
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总工程师
  • 2021-10-23 15:58:36
 
查修坏机也是个比较难得活。不但需要经验,还是需要功底。支持好友。
wangdongchun
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专家
  • 2021-10-23 17:17:18
 
多谢支持,有问题还望各位专业高手支支招
tmcent
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总工程师
  • 2021-11-7 23:01:24
 
开关电源最容易坏的是电解电容、保险、开关管,其他地方坏了都不愿意修,检查电路太麻烦,除非是非常重要或非常昂贵的电源。
budaoweng6789
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副总工程师
  • 2022-3-2 09:40:40
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我也曾从事过一段时间的工业电子维修,也对电源部分深有体会。有相当一部分都是电源损坏。其中又以电容失效为代表。
不过我就没有楼主这么有耐心了,基本上没发过帖子,来坛子里基本就是问问题来了,属于那种只吃不吐的类型。当然更多的也是本人水平有限,基本上大家提出的问题我都不了解所以也有心无力了。

支持楼主!
Vegard137017878
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总工程师
  • 2021-10-25 17:55:38
 
来学习下,很好的案例分析
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-3 15:41:33
 
                           连载三
今日接手了几款煤矿电器设备中的开关电源,其电源IC型号为TMH0365。该电源IC同本文提及的UC3842等电源IC,均系反激开关电源IC,只是该IC将开关功率管内置。在这些待修电源当中,有一例故障非常具有代表性:通电后,开关电源的电源指示灯(来自DC5V)点亮正常,测量输出端的DC5V、-5V、12V等电压也稳定,便接入负载装置测试,岂料开关电源指示灯呈现出频闪症状,DC5V在3—4V间剧烈跳变!根据经验,本人直接测试IC电源管脚间电压,结果发现同样大幅跳变(DC8——13V)。根据故障现象,本人认为是IC自供电回路异常所致,测试发现自供电端滤波电容(对应原理图C2)的容量有标称的10UF衰减至不足1.5UF!将其代换后,直接测试故障现象消失。该例故障现象的处置,在类似情况快速维修过程中具有相当好的借鉴意义!
IMG_20211103_154113.jpg
nine1999
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初级工程师
  • 2021-11-8 15:06:23
 
很赞,目前我用esr表测测电解电容,感觉还好用。现在修个ups三相功率模块,还没头绪。
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-8 16:24:20
 
对坛友所用测电容的方法表示支持,不过最好结合容量表一起测量,做出综合判断。
tmcent
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总工程师
  • 2021-11-9 13:33:22
 
经常看到有人提ERS表,请问这个和普通万用表测量电容在原理上有什么区别?测量结果差别有多大?
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-9 13:46:33
 
这个表可以精确的测量出电容的等效电阻,综合检测出电容的容量、漏电电阻等各项数值。
nine1999
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LV4
初级工程师
  • 2021-11-9 15:12:45
 
上午遇到一个,容量减小很多,esr变化不明显
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-9 16:05:25
 
有这种可能出现,本人通常还是借助万用表电容档来判定电容性能优劣的,当然也会借助ESR表的,不过只是辅助而已。改天分享一下前天遇到的一例电容引起的“啸叫”故障,还请坛友届时围观一下。
tmcent
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总工程师
  • 2021-11-10 09:55:01
 
看来这个esr表也不是很全面啊
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-10 18:47:09
 
只能说是很大程度上可以判定电容的性能好坏,但要综合考量才行。
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-12 15:50:21
 
                       连载四
昨日检修一台IGBT功率模块损坏的汇川MD380系统变频器过程中,在测试过程中发现其开关电源部分(典型的UC2844反激电路形式)存在一种“吱吱”的响声,但是开关电源输出端各路电压正常,没有任何波动。由于声响不大也不影响变频器工作,本人便准备收工走人,但转念一想这种情况岂不是提升开关电源维修技术,完善维修经验的大好机会,所以决定搞好它再收工。
通常情况下,此类电路出现“打嗝”声和欠激励断续的“啾啾”声较为常见,这种低缓一直持续的声响倒是非常罕见。本人在思索后,认为该种情况应该属于开关电源消噪或者补偿电路在,部分电容元件老化或者轻微变质引发。仔细检查这些元件后,本人发现原理图中的C19贴片电容出现了轻微漏电现象,将其采用典型值电容代换,开关电源声响消失。
后记:由于是现场维修,所以详细的参数没有记录,对各位坛友说声不好意思了。
newcenturydesign
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LV8
副总工程师
  • 2021-11-16 14:27:25
 
请教下电容轻微漏电是如何测试出来的呢?之前也遇到过RTC电路电池静态功耗很大是电容问题造成的但没有测试出来,只是在替换元件后才确定是电容的问题。谢谢!
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-16 14:58:44
 
电容轻微漏电现象的界定不好搞,大多数情况下本人都是采用同新电容对比测量轻松判断,还有一种就是上电后测量电容两管脚间电压是否恒定——该方法很少用;最后一种就是根据经验直接代换。
newcenturydesign
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LV8
副总工程师
  • 2021-11-17 09:55:09
 
看来经验法是比较可行的方法,也是工程师功底的体现
ganlanshuyang
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LV8
副总工程师
  • 2021-11-24 16:45:58
 
主要的问题是怎么定位到C19这个电容有轻微漏电现象的呢,毕竟板上器件那么多,为什么不怀疑变压器浸漆工艺不到位导致的呢?
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-11-24 18:21:55
 
变压器变压器出现自身质量问题导致的异常响声多是“吱吱”声,而这例声响非此种响声,实际中有经历过就会区分出来的。
nine1999
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初级工程师
  • 2021-11-27 14:12:45
 
轻微漏电不好整,用LCR表测综合阻抗会不会有帮助
wangdongchun
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LV12
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  • 2021-11-27 15:50:10
 
这种方法可以的,只是本人手头没有这种较为专业的测量仪表。对这种异常情况,本人经常采用代换法。
newcenturydesign
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LV8
副总工程师
  • 2021-11-29 17:16:12
 
如果怀疑的范围足够小则可行,直接替换元件也可行。LZ积累的经验已把怀疑对象缩小到极限,所以怎么玩都可以了。
wangdongchun
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专家
  • 2021-11-29 17:20:37
 
吃过亏走过弯路才会有经验之谈,坛友有什么好经验也可以发帖分享分享。
Vegard137017878
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总工程师
  • 2021-12-3 15:20:49
 
很棒的分享啊,不是做电源的也来学习下
wangdongchun
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LV12
专家
  • 2021-12-3 15:27:16
 
如文中所讲,本人理论知识不足,不过分享的案例在维修电源中具有借鉴意义,希望能各位坛友有所帮助。
zhangxiaoxiao
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LV6
高级工程师
  • 2022-3-14 17:25:18
  • 倒数9
 
王工能力强 而且细心 是我们学习的榜样
fusion317
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本网技师
  • 2022-4-13 09:42:56
  • 倒数7
 
好贴,谢谢经验分享。
mega1702
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LV8
副总工程师
  • 2022-4-18 11:13:40
  • 倒数6
 
谢谢分享
ACON电解电容
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本网技师
  • 2022-9-6 14:13:07
  • 倒数3
 
目前电源行业的短板还是电解电容器,所以电容选型上也要找实力,技术,品质优良的企业,我们随时为电源行业保驾护航,V:壹三玖贰2870015
X1234561
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高级工程师
  • 2022-10-21 08:44:15
  • 倒数2
 
很好的案例分析谢谢经验分享

伊野城
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本网技师
最新回复
  • 2022-11-21 10:47:18
  • 倒数1
 
感谢楼主分享,可以好好学习了 。
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