一起变频器故障的芯片级维修

曲延昌

1.故障分析

伦茨8215E变频器面板信息显示正常，但没有输出。面板显示正常，表明机内开关电源和主板上CPU已正常工作。变频器无输出的原因主要有：①输入电压低于允许值，输出处于禁止状态；②设定输出频率为0；③内部元件失效，造成输出闭锁。处理这类故障应结合各方面因素，遵循先易后难的检修原则。

2.故障处理

检测三相交流电源电压约为385V，供电正常。面板未显示LU（变频器主电源电压过低），可确认机内直流母线电压符合要求，由此判断工频整流桥及滤波电容器工作正常。不加电情况下，用万用表测试变频器输出端子U、V、W对+UG（直流母线端）和-UG（直流地端）之间均不存在二极管效应，表明逆变模块主回路良好。

重点检查驱动板栅极驱动电路，包括逆变模块（驱动板核心）6路桥臂栅极电源电压和来自主板的驱动信号。打开变频器外壳，拆下滤波电路板和主板，剩下驱动板。逆变模块各桥臂栅极电源输出电压正常是逆变模块工作的必要条件，而机内开关电源产生的+12V向逆变模块各桥臂栅极电源供电，要分别予以确认。

机内开关电源原理见图1，三相交流电压经整流、滤波后产生的直流母线电压由X3N、X5N端子输入，通过HYB001激励V100产生振荡，经T100的不同绕组获得变频器所需各规格直流电压（如+12V）。伦茨8215E变频器逆变模块桥臂栅极供电电源特点是通过不同的直流变换电路分别获得（图2），可有效防止多只线圈间电磁耦合，降低相互间干扰，提高整机可靠性。V107的5、6引脚间接阻容元件可产生自激振荡，为直流变换电路产生1MHz方波信号。V108、V109可显著提高对后级电路的电流驱动能力。V102、V103接成推挽电路，驱动T101、T103和T104，V200、V219 驱动 T102。

由于逆变模块对静电十分敏感，检修时应将逆变模块从驱动板上焊下。重新连接驱动板和主板之间电缆，外接电源（包括隔离变压器、三相自耦变压器、整流、滤波电路等）通过X3N、X5N端子输入到驱动板。为安全起见，调节自耦变压器的输出电压对驱动板施加由低到高的直流电压。若主板上红色指示灯开始闪烁，表明机内开关电源已启动，各路直流电压均有输出，主板已工作，用万用表测量V102、V200的集电极电压，均为+12V，至此判断机内开关电源正常。接着测量6路栅极电源电压，发现上桥臂三路栅极电源电压约为8V，正常，下桥臂三路栅极电源电压为0V，不正常。图2表明，上、下桥臂栅极电源电路具有相似性，根据信号流向，用示波器逐点检查信号波形。发现V108和V109各个输入端的信号波形基本一致，但输出大不相同，V108的输出与输入信号之间存在明显反相关系，V109的输出电压几乎不变，基本为0V，可能原因：①V109短路。②V200、V219对地短路。

用热风枪将V109从板上取下，逐一测试其各路输出，发现输出端6脚对地短路。V109在电路中各路并联输出的接法，虽然可以提高电流驱动能力，但如果任何一路出现对地短路，即可影响整个电路的输出。测量V200、V219未见异常。

更换V109芯片，重新测试，下桥臂三路栅极电源电压输出正常，重新安装所有零部件，变频器接入三相交流电，测试整机各项功能，机器恢复正常。