晶體管老化失效所表現(xiàn)的故障現(xiàn)象及檢修思路
發(fā)布時間：2019-08-02 15:45:03來源：
晶體管老化失效所表現(xiàn)的故障現(xiàn)象及檢修思路：
晶體管器件的老化和失效故障，更為隱蔽，其表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象也更加難以琢磨，比之檢修電容器、接觸器等元件，又上升了一個難度上的等到級。下文以檢修開關(guān)電源的兩個故障實例，來說明對晶體管老化故障的檢修。這兩例故障，一例為輸出電壓偏高，一例為輸出電壓偏低，但故障元件都是隱蔽得很，饒有趣味啊。
[故障實例3]該機器為東元7200PA型37kW變頻器，故障現(xiàn)象為：運行當中出現(xiàn)隨機停機現(xiàn)象，可能幾天停機一次，也可能幾個小時停機一次；起動困難，起動過程中電容充電接觸器噠噠跳動，起動失敗，但操作面板不顯示故障代碼。費些力氣起動成功后又能運轉(zhuǎn)一段時間。
將控制板從現(xiàn)場拆回，將熱繼電器的端子短接，以防進入熱保護狀態(tài)不能試機；將充電接觸器的觸點檢測端子短接以防進入低電壓保護狀態(tài)不能試機，進行全面檢修，檢查不出什么異常，都是好的呀。
又將控制板裝回機器，上電試機，起動時充電接觸器噠噠跳動，不能起動。拔掉12CN插頭散熱風(fēng)扇的連線，為開關(guān)電源減輕負載后，情況大為好轉(zhuǎn)，起動成功率上升。仔細觀察，起動過程中顯示面板的顯示亮度有所降低，判斷故障為開關(guān)電源帶負載能力差。
拆下電源/驅(qū)動板，從機外送入直流500V維修電源，單獨檢修開關(guān)電源電路。
本機開關(guān)電源電路為單端正激式隔離型開關(guān)穩(wěn)壓電源。電路由分立元件組成，故障率較低。由開關(guān)管和分流控制管構(gòu)成振蕩和穩(wěn)壓電路的主干，外圍電路極其簡潔。
拆下電源/驅(qū)動板，從機外送入直流500V直流維修電源，單獨檢修開關(guān)電源電路。
開關(guān)電源的次級繞組及后續(xù)整流濾波電路，各路電源輸出空載時，輸出電壓為正常值。將各路電源輸出加接電阻性負載（如50歐5W電阻），電壓值略有降低；+24V接入散熱風(fēng)扇和繼電器負載后，+5V降為+4.7V，此時屏顯及其它操作均正常。但若使變頻器進入啟動狀態(tài)，則出現(xiàn)繼電器噠噠跳動，間或出現(xiàn)“直流電壓低”、“CPU與操作面板通訊中斷”等故障代碼，使操作失敗。測量中，當+5V降為+4.5V以下時，則變頻器馬上會從啟動狀態(tài)變?yōu)榇龣C狀態(tài)。詳查各電源負載電路，均無異常。
分析：控制電源帶負載能力差的判斷是正確的。由于CPU對電源的要求比較苛刻，不低于4.7V時，尚能勉強工作；但當?shù)陀?.5V時，則被強制進入“待機狀態(tài)”；在4.7V到4.5V之間時，則檢測電路工作，CPU發(fā)出故障報警。
意想不到的是此故障的檢修竟然相當棘手，遍查開關(guān)電源的相關(guān)元器件竟“無一損壞”！無奈之下，試將U1（KA431AZ）的基準電壓分壓電阻之一的R1（5101）并聯(lián)電阻試驗，其目的是改變分壓值而使輸出電壓上升。測輸出電壓略有上升，但帶載能力仍差。該機的開關(guān)管Q2為高反壓和高放大倍數(shù)的雙極型三極管（NPN功率管），型號為QM5HLL-24；Q1為分流控制管，電路對這兩只管子的參數(shù)有較嚴格的要求，市場上較難購到。再結(jié)合故障現(xiàn)象分析，可能為開關(guān)管Q2低效，如β值降低，使TC2儲能下降，電路帶載能力變差；也可能為Q1的工作偏移，對Q2基極電流分流能力過強，使電源帶載能力變差。但手頭無原型號開關(guān)管，用戶催修甚急。試調(diào)整電路，將分流調(diào)整管的工作點下調(diào)，使之降低對Q2基極電流的分流作用，進而提升開關(guān)管Q2的導(dǎo)通能力，使TC2儲能增加。
試將與電壓反饋光耦串接的電阻R6（330歐）串聯(lián)47歐電阻，以減小Q1的基極電流，進而降低其對Q2的分流能力，使電源的帶載能力有所增強。上電試機，無論加載或啟動操作，+5V均穩(wěn)定輸出5V，故障排除（此故障排除是采取了權(quán)宜之計，應(yīng)急修復(fù)的措施，并未查出和更換故障元件，對故障進行根治）！
故障推斷：1、開關(guān)管Q2有老化現(xiàn)象，放大能力下降，Ic值偏低，開關(guān)變壓器儲能變小，而使電源帶載能力變差；2、分流支路有特性偏移現(xiàn)象，使分流過大，開關(guān)管得不到良好驅(qū)動，從而使電源帶載能力差。第一種原因可能性大。
附記：以后該臺變頻器又因模塊損壞故障送修，手頭有QM5HLL-24管子，故換掉開關(guān)管Q2，將串接47Ω電阻解除，恢復(fù)原電路后，開關(guān)電源工作正常。說明該機器開關(guān)電源電路帶載能力差的故障原因，確系Q2開關(guān)管低效所致。
[故障實例4]一臺多年使用的變頻器，在逆變模塊損壞并修復(fù)后，為變頻上電，測CPU板+5V供電，約為6V，測控制回路的+15V供水，高達近20V。輸出電壓明顯偏高，但輸出電壓值較為穩(wěn)定。懷疑是萬用表測量誤差（如數(shù)字萬用表內(nèi)部9V電源能量不足造成的測量誤差），換用另一塊萬用表檢測，還是如此。