西门子SimoDrive611伺服驱动模块的维修

3 IGBT元件的检修

　　西门子驱动模块的门极驱动电路采用典型的光耦隔离驱动电路，其原理图如图5所示。由于IGBT是高速器件，所选用的光耦U5(4 514 V)是一种高速型光耦，控制模块输出的PWM方波信号经过光耦传递至整形放大电路D5(SIE20034)，经D5放大后驱动由V56、V57组成的对管(V56、v57使用C63816、C63916开关管)，对管的输出经电阻R52驱动IGBT的门极。

图5驱动电路原理图

　　造成驱动损坏的原因有各种各样的，一般来说当驱动模块直流母线上快熔开路，或者是IGBT元件损坏的情况下，驱动电路基本都不可能完好无损。切不可换上好的快熔或者IGBT元件直接上电启动，这样很容易造成刚换上的好的器件再次损坏。这个时候需要重点检查驱动电路是否正常，方法如下：

　　(1)先将IGBT元件的G、E脚与驱动电路板脱开，用万用表电阻档分别测量六路驱动电路G、E脚的阻值是否都相同。万用表先正极接G负极接E，然后反过来再测量，两种状态如果某路阻值明显不同，则此路的元件肯定有损坏。

　　(2)如果六路阻值都基本相同，接下来需要加电测试：使用示波器测量六路驱动电路上电压是否相同，当给定一个启动信号时六路驱动电路的波形是否一致。如果没有示波器的话，也可以使用数字式万用表来测量驱动电路的直流电压。

　　具体方法是：首先给SIE20034的4、6脚加上工作电压，测量驱动电路输出端的电压，即G和E之间的电压，应该均为负值(测G端以E端为基准)，一般约为负5 V左右，如果某一电路不能产生负偏电压，则驱动电路一开就会损坏IGBT元件。然后在光耦4 514 V的2、3脚卜加一个约5 V、20 mA的正信号，使光耦导通，此时输出电压应为正值，一般为正8—10 V左右，此时如可以明显地看到随着光耦输入信号的有无，输出端的电压在正负之间变动，则该通道正常。用此方法分别对6路通道进行测试，结果一样则呵以基本认定控制回路正常。

　　(3)将IGBT元件连接到驱动电路上，在直流母线上先加上直流30 V电压替代原来的600 V高压，依次检测每一路IGBT元件的通断情况。为了确保安全，还可以在IGBT元件与滤波大电容之间串联一组灯泡做假负载来验证，通电后如果灯泡亮度很大说明电路有短路情况，这样可以保护IGBT元件不被大电容的放电电流烧坏。

　　经过检查发现某一路驱动电路有异常时，可以用比较法(测量阻值或电压)与正常电路进行逐点比较，最终找出损坏的元件进行更换，直到测试结果与正常电路一样为止。因为驱动电路的元器件并不多，这种方法找到故障点并不困难。实际维修中4 515 V光耦比较容易损坏，驱动电路的元件价格一般不是很高，象光耦这样的器件随着使用时间的增加性能会逐步变差，一般可以直接更换。实际维修中，光耦也可以用HP4506替代使用。

4 结语

　　611驱动模块按照功率不同其价格一般在数万元左右，随着西门子新一代S120驱动系统的推广应用，611驱动模块的备件采购价格将会越来越高。我公司通过对驱动模块、电源模块开展芯片级维修，既降低了备件的采购量，又节省了大基的维修费用，缩短了设备的维修时间，取得了良好的经济效益。