变频器无输出的故障，是一个具有普遍性的故障，其故障机理和涉及电路层面也是较为宽泛的。本文特指在操作与显示都正常的前提下，在变频器的U、V、W输出端子得不到输出电压的故障，从面板的数码显示器（显示正常的输出频率值）、状态指示灯（接受运行指令后，RUN指示灯正常点亮）看，变频器已经进入“正常的工作状态”，主板也作出如此判断，因而并不报出相关故障代码或作出异常指示。变频器此一智能化程度较高的设备，怎么会对这种无输出故障不能作出正常反应呢？再就是，对此一故障的检修，涉及主板单片机MCU的6路PWM输出脉冲，中间缓冲电路、驱动IC电路、驱动电源和逆变功率模块等多个环节，而检修的结果是多个电路环节，都“表现正常”，故障由此令人挠头：电路正常，但无输出，不易查找出故障环节！ 以HLPP001543B型15kW变频器能运行无输出故障为例进行讲解； 有一台三菱A740的7.5kw变频器，经测量确定模块没有损坏，上电显示正常，也能运行起来，频率上升到达50HZ后，观察面板的输出电压是在0V慢慢升到360V左右，显示基本上都是正常的。可是输出就是一点电压都没有，而且也没有报故障，测试驱动电路IC根本没有接收到脉冲。这台变频器用户送过来，一开始时报欠压故障。上电测量是7800坏了，换上就好了，但是运行起来后就没输出。 
以下是这台机器的检修思路：HLPP001543B型15kW驱动脉冲传输通道的电路图，驱动脉冲的传输通道，由MCU引脚输出的6路PWM脉冲，经U5（HC365三态同相缓冲门）中间缓冲/驱动级电路、驱动IC隔离、末级功率放大电路，放大后输入IGBT的栅、射极。 
主板MCU输出的6路PWM脉冲信号，往往要经中间一级缓冲/驱动电路，再输入末级驱动电路（有光电隔离作用），若需驱动大功率（一般指100A以上功率模块）模块，驱动IC输出的脉冲信号还要经后级功率放大电路，放大后，再直接驱动IGBT。驱动IC的的输出侧供电，通常采用4路或6路想到隔离的供电电源；而输入侧供电，往往采用+5V或由+5V经稳流电路处理所供给的电源，——驱动IC为光耦合器件，输入、输出侧各有独立的供电电源，和形成独立的供电回路，这是电路原理分析和故障检修中，尤其需要注意的地方。 本例驱动电路采用PC923、PC929的经典电路结构，由PC929将下三臂IGBT的故障检测信号，经3只光耦合器，馈回MCU主板电路。 对驱动电路的故障检修，有一例极普遍又有代表性的故障现象是：变频器的相关起动、停止操作控制都正常，面板也能正常显示工作状态，RUN指示灯能正常指示运行状态，显示器能正常显示输出频率值，变频器的表现“一切正常”，不报OC、SC、输出缺相等故障，但就是没有3相输出电压，变频器其实又明显地处于“罢工状态”。检测驱动IC和驱动电源，往往都是正常的，检测MCU输出的6路脉冲，也有，说明前级缓冲/驱动电路（上图中的U5）也是正常工作的，有些检修人员就挠头了：问题到底出在哪里呢？ 1）由驱动IC的供电电源和驱动IC的损坏造成无输出故障的原因，基本上是可以排除的，6路驱动电源的驱动IC同时损坏的可能性几乎是不存在的。 2）U5芯片坏掉或控制端1、15脚电平状态，都会切断脉冲传输通道，表现出无输出的故障现象，但通过测量输入、输出脚的脉冲电压值，便能方便判断出该级电路的故障。 3）驱动IC输入侧的供电电源异常，是造成U、V、W输出端电压为零的故障原因，是变频器操作显示均正常但无输出的 “第一肇事者”。晶体管T16、稳压二极管Z7构成稳流输出电路，对+5V处理后，作为6路驱动IC的供电电源，当稳压二极管Z7短路或T16短路损坏，虽然电路的稳流作用消失，但驱动电路仍能得到工作电源而正常工作。当T16、Z7或R79、R80断路或虚焊时，驱动IC输入侧的供电消失，驱动电路全部停止工作，变频器产生无输出故障。 
驱动IC输入侧电源丢失后，但测量驱动IC的输入端（如PC5的2、3脚）似乎仍有“信号电压”输入，这是一个较易迷惑人、易产生错误判断的地方！由前级电路来的脉冲信号，是一个最低电平为0V，最高电压为+5V的矩形脉冲信号，其直流平均值约为2.5V左右。当驱动IC输入侧的供电正常时，逆变脉冲的负向脉冲电压到来，提供了驱动IC输入侧内部发光二极管的正向导通电流，由此完成了脉冲信号的传输。而当T16电路损坏后，当正向脉冲信号到来时，经R15、R16、R81到地，形成驱动IC输入侧内部发光二极管的反向截止偏压，并在R16上形成较大压降（也即是在驱动IC两输入引脚上形成电压降），此时检测驱动IC两引脚之间的脉冲电压，会使检修者误认为前级电路的脉冲信号已经正常加到驱动IC的输入端，而忽略对T16供电电路的检查，致使检修工作进入了“死胡同”！ 如果用交流电压档，则PC5输入端2、3脚之间的信号，则随启动、停止操作，变化明显，好像脉冲信号已经“正常到来”；换用直流档测量，如果注意一下PC5输入端2、3脚之间的电压极性，故障原因即暴露无遗：T16供电正常时，脉冲信号电压极性为2脚为正，3脚为负。T16供电消失后，测得脉冲电压极性为3脚为正，2脚为负，PC5内部发光二极管处于反向偏置，驱动IC就无法向后级电路传输脉冲信号了。 4）驱动IC输出侧的共用供电电源消失，造成无输出故障。 有些变频器的驱动电路，下三臂IGBT因驱动信号共地，故共用一路驱动电路，如上图中的PC3、PC8、PC11，假定其共用一路驱动电源，当电源供电因故障消失后，即驱动PC3、PC8、PC11同时失掉供电电源，IGBT三相桥式逆变功率电路中，上三臂IGBT能获得正常的触发信号，而下三臂IGBT则同时失掉触发信号，因不能形成输出电流回路，在U、V、W输出端，也不能测得输出电压。 同样，会造成操作显示正常，但变频器无输出的故障，同驱动IC输入侧的供电异常，所造成的故障现象几乎是一样的。 这里藏着一个问号，变频器无输出时，驱动电路为何不能向主板MCU返回OC信号呢？ 1）当驱动IC输出侧供电丢失后，如PC3、PC8、PC11的供电同时失去，其内部IGBT故障检测电路当然也同步“罢工”，下三臂的3只IGBT不能正常开通的故障信号，也就无法传输至MCU电路； 2）PC929是由内部IGBT故障检测电路——实质上是检测IGBT开通时管压降信号。检测动作或检测时机，是在接受正向激励脉冲信号期间实施的，当驱动IC输入侧的供电电源消失，PC929内部检测电路认为一直处于停机状态，无脉冲信号来到，也就不会向MCU回馈OC信号。 这也就是，虽然变频器的U、V、W端子无电压输出，但并不产生报警信号，变频器的操作显示面板，仍旧显示“运行正常”的原因。 此外，MCU确实已经输出正常的6路脉冲信号，也没有其它故障信号返回MCU，操作显示面板，不显示“正常状态”，又能作何显示呢？ 变频器故障中，这几乎是唯一例操作与显示状态正常，而无输出的故障！ 
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发表于 2021-1-13 18:39:40
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