• 分享繡花機變頻器驅動電路標準

    2019-10-10 11:15 字號: A A A

    變頻器驅動電路既叫變頻器觸發電路也叫變頻器的逆變脈沖傳輸電路,一般由CPU的PWM脈沖輸出引腳、驅動器/反相器電路、驅動功率電路等部分組成。下圖為英威騰INVT-P9/1.5kW變頻器的脈沖實際電路,系據實物測繪所成。

     

     一、電路工作原理簡述如下:變頻器接受運行命令后,U3(CPU:S87C196MH)從28-33腳輸出六路PWM脈沖電壓,經(U4:LS07)六緩沖器/驅動器,進行緩沖與隔離,經主板排線端子J1/J4,送入后級脈沖驅動電路。在CPU和后級驅動IC之間,加有緩沖電路的理由,因驅動IC的輸入電路為發光二極管,需吸入一定的工作電流(達10mA),而CPU引腳的拉電流輸出能力往往有限,加入緩沖級,因緩沖級數字電路的輸入阻抗較高,可降低CPU的輸出負擔,增加工作安全性。中間緩沖電路經常采用同相驅動器或反相驅動器。本電路采用同相驅動器電路。同相驅動器,在原理上可以理解為三極管射極輸出器,輸出電壓跟隨于輸入電壓,且同相位,具有較強的帶負載能力;反相驅動器,如同三極管反相放大器,輸入信號與輸出信號反相,輸出阻抗小于輸入阻抗。CPU的六個脈沖輸出端,全部經上拉電阻接+5V供電,在停機狀態,各腳靜態電壓為+5V,脈沖輸出狀態,各腳直流電壓約為2.5V左右。可以看出,CPU輸出為負向脈沖信號,輸出的是從+5V到0V變化的脈沖信號。U4的六個輸出腳電壓狀態也是如此。據此可據動/靜態電壓的明顯變化,檢測脈沖傳輸電路的緩沖級工作是否正常,能否正常輸出六路脈沖信號。

     

     J1/J4排線端子將六路脈沖信號加到六路驅動IC的輸入端,下圖電路只畫出了U相上、下臂驅動電路,另二相驅動電路完全與此相同。驅動電路是由PC923、PC923驅動IC組合的經典驅動電路,在各個品牌的變頻器產品中廣泛采用。PC923內部為一光電耦合電路,輸入側為發光二極管,輸出側為射極輸出互補放大器電路,具有近安培級電流/功率輸出能力,可直接驅動15kW以下變頻器逆變模塊,驅動更大功率的模塊時,須加裝后級功率放大器。驅動IC的輸入側供電,由Q1、R52、R53、Z1等元件構成,該電路為一動態恒流電路,輸入CPU主板供電的+5V,靜態輸出電壓為+5V,動態輸出直流電壓約為4V左右。電阻R52、R53、穩壓管Z1提供了恒定基極偏流,使IC總是試圖維持恒定電流輸出。在驅動IC的3腳輸入負向脈沖信號時,形成發光二極管的工作電流,此工作電路即為Q1恒流電路所提供。用恒流電路提供驅動IC輸入電流的目的,是使驅動脈沖波形能保護較好的“陡峭形狀”,改善傳輸特性。有些變頻器電路,則直接取用+5V電源,省去恒流供電電路這一環節。驅動IC的輸入側內部電路為一只發光二極管,其導通電壓值約為1、2V,因為脈沖電路,截止電壓為OV。測量PC923的2、3腳之間的直流電壓值,3腳搭負表筆,停機狀態時,兩引腳間電壓為0V,啟動和運行狀態,兩引腳電壓約為0.6V左右。如果負表筆搭接5V電源地,停機狀態,2、3腳都為+5V,運行狀態,2腳電壓為4V左右,3腳電壓為3.4V左右。

     

        再看PC923的輸出側電路。7、8腳之間加有開關電源繞組,經D11、E8整流濾波來的22-24V左右的供電電壓。該電壓又經R62、R63、Z4穩壓處理成+15-18V、負9V左右的正負兩路供電,公共0V端子線接到了IGBT的EU端子上,IGBT的BU端子則經R36柵極電阻接入PC923的6腳(脈沖輸出腳)。如果將EU端子作為零電位參考點,在脈沖信號作用期間,PC923發光二極管有電流輸入時,PC923的6腳輸出+15V電壓,經R36加到逆變功率模塊內部IBGT的柵極,驅動IGBT令其開通;PC923發光二極管截止時,PC923的6腳輸出-9V電壓,加到IGBT的柵極,令其關斷。

     

        以EU端子為零電位參考點(拱接負表筆),停止狀態,PC923的6腳或BU端子,應為-9V(有的機型為-7.5V或-10V,有差異)直流電壓,0V交流電壓;在啟動和運行狀態,BU端子應為+4V直流電壓,15V交流電壓。

     

        變頻器脈沖傳輸電路的一個顯著特點,是停止和運行狀態,各電路動/靜態工作電壓值,均有顯著變化,非常利于對其工作狀態的檢測和判斷,不用示波器,只用萬用表,即能明確檢測和判斷出電路狀態是否正常。

     

    PC929驅動IC與PC923相比,除內部有一個脈沖信號傳輸通道外,還含有IGBT管壓降檢測電路,又稱IGBT保護電路,和OC/SC故障報警電路。IGBT保護電路不是通過電流采樣對IGBT實施保護的,而是通過對IGBT管壓降的檢測,來實施保護動作的。對IGBT過載和短路的保護,恰恰正是依賴于對IGBT管壓降檢測電路的。IGBT在額定電流運行狀態下,導通管壓降一般在3V以內。

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