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变频器的逆变脉冲传输电路--故障判断与维修(一)
发布日期:2011-02-22

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

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。

 

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