分享绣花机变频器驱动电路标准

2019-10-10 11:15 字号: A A A

变频器驱动电路既叫变频器触发电路也叫变频器的逆变脉冲传输电路,一般由CPU的PWM脉冲输出引脚、驱动器/反相器电路、驱动功率电路等部分组成。下图为英威腾INVT-P9/1.5kW变频器的脉冲实际电路,系据实物测绘所成。

 

 一、电路工作原理简述如下:变频器接受运行命令后,U3(CPU:S87C196MH)从28-33脚输出六路PWM脉冲电压,经(U4:LS07)六缓冲器/驱动器,进行缓冲与隔离,经主板排线端子J1/J4,送入后级脉冲驱动电路。在CPU和后级驱动IC之间,加有缓冲电路的理由,因驱动IC的输入电路为发光二极管,需吸入一定的工作电流(达10mA),而CPU引脚的拉电流输出能力往往有限,加入缓冲级,因缓冲级数字电路的输入阻抗较高,可降低CPU的输出负担,增加工作安全性。中间缓冲电路经常采用同相驱动器或反相驱动器。本电路采用同相驱动器电路。同相驱动器,在原理上可以理解为三极管射极输出器,输出电压跟随于输入电压,且同相位,具有较强的带负载能力;反相驱动器,如同三极管反相放大器,输入信号与输出信号反相,输出阻抗小于输入阻抗。CPU的六个脉冲输出端,全部经上拉电阻接+5V供电,在停机状态,各脚静态电压为+5V,脉冲输出状态,各脚直流电压约为2.5V左右。可以看出,CPU输出为负向脉冲信号,输出的是从+5V到0V变化的脉冲信号。U4的六个输出脚电压状态也是如此。据此可据动/静态电压的明显变化,检测脉冲传输电路的缓冲级工作是否正常,能否正常输出六路脉冲信号。

 

 J1/J4排线端子将六路脉冲信号加到六路驱动IC的输入端,下图电路只画出了U相上、下臂驱动电路,另二相驱动电路完全与此相同。驱动电路是由PC923、PC923驱动IC组合的经典驱动电路,在各个品牌的变频器产品中广泛采用。PC923内部为一光电耦合电路,输入侧为发光二极管,输出侧为射极输出互补放大器电路,具有近安培级电流/功率输出能力,可直接驱动15kW以下变频器逆变模块,驱动更大功率的模块时,须加装后级功率放大器。驱动IC的输入侧供电,由Q1、R52、R53、Z1等元件构成,该电路为一动态恒流电路,输入CPU主板供电的+5V,静态输出电压为+5V,动态输出直流电压约为4V左右。电阻R52、R53、稳压管Z1提供了恒定基极偏流,使IC总是试图维持恒定电流输出。在驱动IC的3脚输入负向脉冲信号时,形成发光二极管的工作电流,此工作电路即为Q1恒流电路所提供。用恒流电路提供驱动IC输入电流的目的,是使驱动脉冲波形能保护较好的“陡峭形状”,改善传输特性。有些变频器电路,则直接取用+5V电源,省去恒流供电电路这一环节。驱动IC的输入侧内部电路为一只发光二极管,其导通电压值约为1、2V,因为脉冲电路,截止电压为OV。测量PC923的2、3脚之间的直流电压值,3脚搭负表笔,停机状态时,两引脚间电压为0V,启动和运行状态,两引脚电压约为0.6V左右。如果负表笔搭接5V电源地,停机状态,2、3脚都为+5V,运行状态,2脚电压为4V左右,3脚电压为3.4V左右。

 

    再看PC923的输出侧电路。7、8脚之间加有开关电源绕组,经D11、E8整流滤波来的22-24V左右的供电电压。该电压又经R62、R63、Z4稳压处理成+15-18V、负9V左右的正负两路供电,公共0V端子线接到了IGBT的EU端子上,IGBT的BU端子则经R36栅极电阻接入PC923的6脚(脉冲输出脚)。如果将EU端子作为零电位参考点,在脉冲信号作用期间,PC923发光二极管有电流输入时,PC923的6脚输出+15V电压,经R36加到逆变功率模块内部IBGT的栅极,驱动IGBT令其开通;PC923发光二极管截止时,PC923的6脚输出-9V电压,加到IGBT的栅极,令其关断。

 

    以EU端子为零电位参考点(拱接负表笔),停止状态,PC923的6脚或BU端子,应为-9V(有的机型为-7.5V或-10V,有差异)直流电压,0V交流电压;在启动和运行状态,BU端子应为+4V直流电压,15V交流电压。

 

    变频器脉冲传输电路的一个显著特点,是停止和运行状态,各电路动/静态工作电压值,均有显著变化,非常利于对其工作状态的检测和判断,不用示波器,只用万用表,即能明确检测和判断出电路状态是否正常。

 

PC929驱动IC与PC923相比,除内部有一个脉冲信号传输通道外,还含有IGBT管压降检测电路,又称IGBT保护电路,和OC/SC故障报警电路。IGBT保护电路不是通过电流采样对IGBT实施保护的,而是通过对IGBT管压降的检测,来实施保护动作的。对IGBT过载和短路的保护,恰恰正是依赖于对IGBT管压降检测电路的。IGBT在额定电流运行状态下,导通管压降一般在3V以内。

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