第一步:安全第一,做好准备工作
- 断电并放电:务必将设备与市电完全断开,并对大容量的滤波电容(如PFC电路的母线电容)进行放电操作,防止触电或损坏万用表。
- 准备工具:
- 万用表(带二极管档和电容档)
- 示波器(非常重要,用于动态分析)
- 隔离变压器(推荐,保护设备和人身安全)
- 焊台、吸锡器、松香、焊锡丝等焊接工具
- 替换用的SSC9512S芯片、同型号MOSFET、电阻、电容等
第二步:外观检查与初步测量(静态检查)
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目视检查:
(图片来源网络,侵删)- 芯片本体:观察SSC9512S芯片表面是否有明显的烧焦、鼓包、裂痕或炸裂的痕迹,这是最直观的故障表现。
- 周围元件:仔细检查芯片周围的电阻、电容、二极管、MOSFET等元件是否有烧黑、发黄、爆裂或虚焊的现象。
- PCB板:查看PCB板上是否有烧黑的痕迹、发绿(过热)的区域或短路导致的铜箔熔断。
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测量关键点电压(上电前/后):
- VCC引脚 (Pin 8):这是芯片的电源引脚,正常工作时,电压应该在芯片规格书规定的范围内(通常是12V-20V),如果此电压为0V或过低,说明芯片没有工作。
- 检查方向:往前级电路查找,如VCC的供电电阻、稳压电路(如TL431)、变压器绕组等。
- VB (Pin 1) 和 VS (Pin 4):
- VS (悬浮地):测量VS对GND(系统地)的电压,在半桥工作中,VS点的电压会在0V和母线电压之间快速切换,静态时,如果上臂MOSFET的源极通过一个电阻接地,VS电压应接近0V。
- VB (高端浮动电源):测量VB对VS的电压,这个电压是给上臂MOSFET供电的,通常比VCC高一些(由自举电路提供),静态时,如果自举电容正常,VB对VS应该有一个稳定的电压(例如12V-15V),如果为0V,说明自举电路有问题。
- HO (Pin 2) 和 LO (Pin 3):这是两个输出端,正常情况下它们的状态是互补的(一个高,一个低),静态时,它们的电平取决于输入信号和控制逻辑。
- VCC引脚 (Pin 8):这是芯片的电源引脚,正常工作时,电压应该在芯片规格书规定的范围内(通常是12V-20V),如果此电压为0V或过低,说明芯片没有工作。
第三步:重点排查方向与步骤
根据静态测量的结果,我们可以有针对性地进行排查。
SSC9512S芯片本身损坏
这是最常见的原因之一。
- 判断方法:
- 测量对地电阻:断电后,用万用表二极管档测量各引脚对GND(系统地)的正反向电阻,与正常的板子或芯片资料对比,如果发现某个引脚对地短路或电阻值异常偏低,芯片很可能已损坏。
- 测量供电引脚:测量VCC引脚对GND的电阻,如果阻值非常小(接近0Ω),说明芯片内部VCC对地短路。
- 测量自举引脚:测量VB引脚对VS引脚的电阻,如果短路,说明芯片内部自举部分损坏。
- 直接替换:如果以上测量怀疑芯片损坏,且外围电路基本正常(特别是没有短路),最直接有效的方法就是更换一块新的SSC9512S芯片。
外围电路故障导致芯片不工作
即使芯片是好的,如果其工作条件不满足,它也不会输出。

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VCC供电电路故障:
- 检查路径:从变压器次级整流滤波后的电压开始,检查限流电阻、滤波电容、稳压二极管或TL431等元件是否开路或损坏。
- 常见故障点:给VCC供电的电阻烧断、滤波电容失效(容值变小或短路)。
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自举电路故障:
- 自举二极管 (Bootstrap Diode):检查这个快恢复二极管是否开路或性能不良,它负责在LO输出低电平时,为自举电容充电。
- 自举电容 (Bootstrap Capacitor):检查这个电容是否失效(容值变小、ESR变大)或短路,它负责在LO输出高电平时,为上臂MOSFET提供悬浮电源,可以用万用表电容档测量其容值,或用示波器观察其充放电波形。
- 自举电阻:如果有的话,检查是否开路。
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输入信号问题:
- HIN (Pin 5) 和 LIN (Pin 6):这两个是逻辑输入端,检查输入端的上拉/下拉电阻是否正常,前级控制电路(如MCU、PWM发生器)是否有正常的PWM信号送来。
- 可以用示波器测量这两个引脚的波形,确认是否有正确的、死区时间合适的互补方波信号输入,如果信号异常,问题可能出在前级。
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保护电路问题:
(图片来源网络,侵删)- 故障检测引脚 (FLT, Pin 7):这个引脚通常为高电平有效,如果此引脚被外部电路(如过流、过温检测电路)拉到高电平,芯片将关闭输出,导致无输出。
- 检查方法:测量FLT引脚的电压,如果电压高于1V,说明保护电路被触发,需要排查是哪个保护条件被满足了(电流采样电阻是否开路导致误保护?温度传感器是否异常?)。
驱动对象(MOSFET)问题
SSC9512S的输出是去驱动半桥的两个MOSFET,如果MOSFET本身损坏,自然没有输出。
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MOSFET击穿短路:
- 判断方法:断电后,用万用表二极管档分别测量上下两个MOSFET的D-S极和G-S极。
- 正常情况:G-S和G-D之间应呈现二极管的特性(有正向压降),D-S之间在关断时应是无穷大。
- 故障情况:如果D-S之间或G-S之间电阻很小或为0,说明MOSFET已击穿短路。
- 严重后果:一个MOSFET击穿,特别是上下臂同时直通,会瞬间烧毁驱动芯片、甚至损坏电源,更换MOSFET后,一定要检查驱动芯片是否也被连带烧毁。
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MOSFET栅极电阻问题:
- 栅极电阻:连接在SSC9512S输出(HO/LO)和MOSFET栅极之间的电阻,用于防止振荡和限流。
- 检查方法:检查这个电阻是否开路或阻值变大,如果开路,驱动信号无法传递到MOSFET栅极,MOSFET将始终处于关断状态。
第四步:动态分析与波形测量
静态检查无法解决的问题,必须使用示波器进行动态分析。
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测量输入信号 (HIN/LIN):
- 确认输入的PWM信号频率、占空比是否正常,以及关键的死区时间是否存在,死区时间是为了防止上下臂MOSFET同时导通而设置的,非常重要。
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测量输出信号 (HO/LO):
- 在VCC和自举电路都正常的情况下,用示波器观察HO和LO的波形。
- 理想波形:HO和LO应该是互补的方波,HO的波形以VS为参考,会在0V和VB电压之间跳变;LO的波形以GND为参考。
- 异常波形:
- 波形异常或幅度不足:说明芯片内部损坏或供电不足。
- 只有一个有输出:可能是输入信号问题,或芯片内部逻辑损坏。
- 波形有振荡或振铃:通常是栅极电阻不匹配或PCB布局问题引起,可能损坏MOSFET。
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测量自举波形:
