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东元INTPBGBA100AZ 110KVA 变频器驱动及保护图说

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     本例东元变频器的驱动电路,每相上、下臂驱动IC,也为PC923、PC929的经典组合。6支驱动电路,采用了6路互相隔离的电源供电。本文以其中U上臂IGBT的驱动电路为例,作一说明。由开关电源变压器TC2二次绕组来的交流电压,经D15整流后,经C13、C14、R22、ZD1稳压处理,取出一个“零电位点”,并形成+14V和-10V的正负供电电源。PC2电路的内部电路结构和引脚功能,请参阅下面的PC923内部框图及与IGBT的连接电路。
      PC923的1、4脚为空脚,2、3脚为脉冲输入脚,内部为一发光二极管,实际输入电路为一光耦合器。2脚接受控+5V供电,由3脚输入CPU来的负向脉冲。输出侧,8脚为Vec供电脚(内部放大器控制电路的供电),5脚为输出电路驱动对管的供电,应用中常将5、8脚短接,也有的在5、8脚之问串入小阻值电阻,以对Q1、Q2进行输出限流保护。因PC923本身的驱动能力是有限的,驱动大功率IBGT时,需外加功率驱动级,主要提供电流放大,以直接驱动IGBT。在CPU输入PMW脉冲低电平期间,PC923内部晶体管Q1导通,Q1的导通经R21提供了Q3的正向偏流,Q3的导通将正偏压经栅极电阻R27引入到IGBT的栅极,使其承受正偏压而开通;在CPU输入PMW脉冲高电平期间,PC923内部Q2导通,经R21提供了Q4的正向偏流。Q4的导通提供了IGBT反偏截止电压,使管子快速截止。U相上、下臂IGBT的轮番开通与截止(在此期间,V,W相上、下臂IGBT也配合开通与截止),形成了U相的正、负半波的电压输出。
     如果忽略驱动对管Q3、Q4的导通压降,可看出IGBT的正激励电压为+14V,截止电压为-10V,因IGBT栅一射极间结电容的存在,对其开通和截止的控制过程,实质上是对IGBT栅一射极间结电容进行充、放电的过程,这个充、放电过程形成了一定的峰值电流,故功率较大的IGBT模块希由功率放大电路来驱动。
U相下臂IGBT模块的驱动电路,是由PC929等元件构成的。PC929内含模块OC故障检测电路,与外接R35、D21、R220等元件配合,可检测U相下臂IGBT模块导通状态(即检测模块导通期间U、N端子间的电压值,当大于7V时,诊断为模块OC故障),在检测到模块异常时,由8脚内部电路动作,驱动PC4光耦合器,将OC信号送CPU,操作显示面板也同时显示“故障输出短路”等中文提示,注意:11CN端子的2、6端子经模块回路而连接,实与U输出端相连接。
     在逆变模块的负供电支路中串入了FU1速熔型熔断器,在储能电容及模块发生过电流或短路故障时,FU1熔断,对电容和模块起到一定的保护作用。Q7、PC5等元件构成FU1状态检测电路。当FU1正常时,Q7的射极和基极同电位(经FU1连接在一条线上),Q7截止,PC5无信号输出;当FU1熔断后,Q7的发射极经主回路反串回P端的高电位(两点间开路电压为530V),经Q7的发射结、R47、R46形成Q7的基极电流,Q7导通,PC5有了输入电流通路相继导通,向CPU送出FU1熔断的故障信号。

点击次数:  更新时间:2021-04-17 10:34:03  【打印此页】  【关闭