拆开机器,该电机的驱动电路板较小,多采用贴片元件,且上面的集成块均抹去了型号,如图1所示,图中最上面那只白色3针插座(中间的那只引脚为空脚)就是转向电机的连接插座。
由于转向电机既能正转也能反转,所以需要对应的驱动电路。顺着线路查看,电机应是由两块形似8脚的贴片IC驱动,其连接关系如图2所示。在路测量后发现,U2A的⑤脚、⑥脚与①脚、③脚、④脚均短路,这明显异常。查看U2A、U2B的外围电路,发现其连接具有对称性,再对比U2B测量,可确认U2A内部的③~⑥脚的电路已击穿。
U2B是什么型号的元件?可能用什么元件代换?笔者决定先从直流电机的驱动电路特点入手来寻找维修的突破口。查询资料得知:在双向转动的直流电机驱动电路中,H桥驱动电路是最常见的,如图3所示,因电路形似大写字母H而得名,4只三极管或场效应管组成字母“H”的4条垂直腿,而电机则是字母“H"中的横杠。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管或场效应管。根据不同三极管或场效应管的导通情况,电流就能从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。当Q1和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右流过电机,然后再经Q4回到电源负极,电机向某一个方向转动;当三极管Q3和Q2导通时,电流则从右至左流过电机,电机则向相反的方向转动。
看来U2A、U2B是内含两只三极管或场效应管的组合管,那么接下来的问题是需进一步明确内含的元件是三极管还是场效应管。拆下U2B,并将指针万用表置于RX1k挡,测量U2B的⑦、⑧脚①、②脚及⑤、⑥脚与③、④脚间的正反向电阻,仅在黑笔接⑦、⑧脚或⑤、⑥脚时有8k左右的电阻,其余状态的电阻均很大,这明显不符合三极管三极之间的电阻特点。另外,为了消除电机工作时产生的尖峰脉冲,如果是采用三极管的话,应在c、e极间并联一只二极管(图3中的D1~D4),如果这只二极管内置的话,上面所测的电阻更不相符;如果是外置二极管,但在实际电路上并没有找到。综上所述,U2A、U2B内含两只三极管的可能性基本被排除,从而判断U2A、U2B内部可能是两只场效应管,这是因为功率型场效应管内部在源极和漏极之间均反向并联有二极管,上述所测阻值较符合其阻值特点。
接下来开始判断U2A、U2B的各脚功能。在该电路中,U2A、U2B的⑤、⑥脚焊在一起,⑦、⑧脚焊在一起,分别接电机的一端; U2A、U2B的②、④脚分别与一只贴片三极管的c极相连,经过测量,发现U2A的②、④脚外接的贴片三极管(Q9 Q10)为NPN型,U2B的②、④脚外接的贴片三极管(Q1、Q2)为PNP型;U2A的①、③脚通过一只2.2Ω的电阻接地,U2B的①、③脚通过一只二极管D1接+24V电源。根据场效应管的特点,其栅极(G)应接驱动电路,N沟道的场效应管的漏极(D)接高电位,源极(S)接低电位;P沟道的场效应管的漏极(D)接低电位,源极(S)接高电位判断U2A是内含两只N沟道的场效应管的组合管,U2B是内含两只P沟道的场效应管的组合管,且⑤、⑥脚和⑦、⑧脚是D极,②、④脚是G极,①、③脚是s极。
根据上述分析确定出的引脚功能与场效应管极性,再次测量U2B各脚之间以及U2A的①、②脚与⑦、⑧脚之间的开路电阻,均符合内含二极管的P.N沟道的场效应管的电阻特点,这说明上述引脚与极性判断正确,于是按照上述分析结果画出此部分的电路,如图4所示。并联在电机两端的压敏电阻应是起保护作用,当电机两端的尖峰电压过高时,压敏电阻导通起到保护作用。另外,涤纶电容C4、C5的作用是降低电机产生的尖峰电压。
既然U2A的③~⑥脚内部的一只场效应管已击穿,说明流过电路的电流较大,那么会不会烧断2.2Ω的电阻呢?实测该电阻已开路。由于手头没有这种内含两只N沟道的场效应管,决定用常用的功率型场效应管来代换。该电路的供电电压为24V, 从最开始检测时所测的电机的直流电阻(28Ω)来看,流过该场效应管的电流不会超过1A,那么选用耐压30V、最大电流2A的场效应管就可以。虽然U2A内部的一只场效应管是好的,但考虑到电流平稳和便于安装,还是决定拆下U2A,换用两只N沟道场效应管。经过参数对比,选用了两只用于液晶彩电逆变器上的N沟道场效应管D454,如图5所示,用导线将引脚对应接好,并就近固定安装,如图6所示。更换2.2Ω电阻后试机,转向电机正常工作。
为便于维修参考,拔下电机插头,在路测得U2A、U2B的①~④脚与⑤、⑥脚或⑦、⑧脚的在路电阻如表1、表2。
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