一起變頻器故障的芯片級維修

曲延昌

1.故障分析

倫茨8215E變頻器面板信息顯示正常，但沒有輸出。面板顯示正常，表明機內開關電源和主板上CPU已正常工作。變頻器無輸出的原因主要有：①輸入電壓低于允許值，輸出處于禁止狀態；②設定輸出頻率為0；③內部元件失效，造成輸出閉鎖。處理這類故障應結合各方面因素，遵循先易后難的檢修原則。

2.故障處理

檢測三相交流電源電壓約為385V，供電正常。面板未顯示LU（變頻器主電源電壓過低），可確認機內直流母線電壓符合要求，由此判斷工頻整流橋及濾波電容器工作正常。不加電情況下，用萬用表測試變頻器輸出端子U、V、W對+UG（直流母線端）和-UG（直流地端）之間均不存在二極管效應，表明逆變模塊主回路良好。

重點檢查驅動板柵極驅動電路，包括逆變模塊（驅動板核心）6路橋臂柵極電源電壓和來自主板的驅動信號。打開變頻器外殼，拆下濾波電路板和主板，剩下驅動板。逆變模塊各橋臂柵極電源輸出電壓正常是逆變模塊工作的必要條件，而機內開關電源產生的+12V向逆變模塊各橋臂柵極電源供電，要分別予以確認。

機內開關電源原理見圖1，三相交流電壓經整流、濾波后產生的直流母線電壓由X3N、X5N端子輸入，通過HYB001激勵V100產生振蕩，經T100的不同繞組獲得變頻器所需各規格直流電壓（如+12V）。倫茨8215E變頻器逆變模塊橋臂柵極供電電源特點是通過不同的直流變換電路分別獲得（圖2），可有效防止多只線圈間電磁耦合，降低相互間干擾，提高整機可靠性。V107的5、6引腳間接阻容元件可產生自激振蕩，為直流變換電路產生1MHz方波信號。V108、V109可顯著提高對后級電路的電流驅動能力。V102、V103接成推挽電路，驅動T101、T103和T104，V200、V219 驅動 T102。

由于逆變模塊對靜電十分敏感，檢修時應將逆變模塊從驅動板上焊下。重新連接驅動板和主板之間電纜，外接電源（包括隔離變壓器、三相自耦變壓器、整流、濾波電路等）通過X3N、X5N端子輸入到驅動板。為安全起見，調節自耦變壓器的輸出電壓對驅動板施加由低到高的直流電壓。若主板上紅色指示燈開始閃爍，表明機內開關電源已啟動，各路直流電壓均有輸出，主板已工作，用萬用表測量V102、V200的集電極電壓，均為+12V，至此判斷機內開關電源正常。接著測量6路柵極電源電壓，發現上橋臂三路柵極電源電壓約為8V，正常，下橋臂三路柵極電源電壓為0V，不正常。圖2表明，上、下橋臂柵極電源電路具有相似性，根據信號流向，用示波器逐點檢查信號波形。發現V108和V109各個輸入端的信號波形基本一致，但輸出大不相同，V108的輸出與輸入信號之間存在明顯反相關系，V109的輸出電壓幾乎不變，基本為0V，可能原因：①V109短路。②V200、V219對地短路。

用熱風槍將V109從板上取下，逐一測試其各路輸出，發現輸出端6腳對地短路。V109在電路中各路并聯輸出的接法，雖然可以提高電流驅動能力，但如果任何一路出現對地短路，即可影響整個電路的輸出。測量V200、V219未見異常。

更換V109芯片，重新測試，下橋臂三路柵極電源電壓輸出正常，重新安裝所有零部件，變頻器接入三相交流電，測試整機各項功能，機器恢復正常。