隨著電子技術的飛速發展，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，傳統之體積笨重、轉換效率低下的工頻變壓器以及關聯電路早已銷聲匿跡，取而代之的是體積小巧、轉換效率高、且更具價格優勢的——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係！
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係，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）均採用以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一的。本次所分享的變頻器便是採用UC3842 IC的反激式開關電源構造。接下來諸君請隨我一起重溫，此次故障的檢修經歷。
本月初，有客戶將一臺日業牌45KW變頻器送至筆者維修店內，介紹其故障症狀為：在復工使用運行一個月以後，該機出現了不定時“死機”故障——顯示面板上BCD七段數碼管全部點亮，顯示出“8.8.8.8”字樣，並且全部指示燈同數碼管顯示屏一道呈現出低頻閃爍狀態，此時包括“REST”鍵在內的所有按鍵均失靈。可最難理解的是，該故障現象在持續一段時間後會自動消失，變頻器又能恢復正常操作使用！
送走客戶後，筆者給變頻器三相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徵兆的情況下，發生瞭如客戶所言的故障現象。有鑑於此，筆者遂推翻了早前的判斷，開始懷疑變頻器主板恐怕發生了問題。可就在準備停電之際，筆者卻忽然注意到故障現象中一個被忽視的情況——顯示面板上無論是指示所用發光二極管還是數碼管的亮度，均較正常時偏暗許多！
針對這一發現，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！並且在將該電源從主控板上分離後，電壓仍然維持在+3.7V！再次推翻有關故障原因的推測後，筆者將問題的源頭鎖定在變頻器開關電源+5V輸出迴路上。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後，則近乎通用）。結合測量數據，筆者將引發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。使用電容表測量後，+5V輸出端外觀正常到不能再正常的16V 1000uF電解電容（圖二）的容值居然呈現出在300uF處大幅波動的狀態，實為典型的失容故障現象！
至此這例故障現象奇特，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：由於開關電源直供變頻器主板和顯示面板所用的+5V電源迴路中，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定，但受使用環境中的溫度、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，直接表現便是電壓值下降。當電壓值下降到一定程度後，主板電路尤其是MCU部分便會出現類似“斷電覆位”的故障現象，也就是本文開頭的一幕！在將故障電容做更換後，這一奇特的變頻器故障現象便迎刃而解！
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