通用變頻器常見(jiàn)的驅動(dòng)電路形式及分析

交流變頻調速技術(shù)是現代電力傳動(dòng)技術(shù)重要發(fā)展方向,隨著(zhù)電力電子技術(shù),微電子技術(shù)和現代控制理論在交流調速系統中的應用,變頻交流調速已逐漸取代了過(guò)去的滑差調速,變極調速,直流調速等調速系統,越來(lái)越廣泛的應用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的許多領(lǐng)域.

隨著(zhù)變頻調速器的廣泛應用,許多工程技術(shù)人員對它也有了相當的了解,一般通用型變頻器大致包括以下幾個(gè)部分:1整流電路,2直流中間電路,3逆變電路,4控制電路.而產(chǎn)生可調電壓和可調頻率的逆變電路,又應該是變頻器各組成部分的核心技術(shù).

逆變電路主要包括:逆變模塊和驅動(dòng)電路.由于受到加工工藝,封裝技術(shù),大功率晶體管元器件等因數的影響,目前逆變模塊主要由日本(東芝,三菱,三社,富士,三肯.)及歐美(西門(mén)子,西門(mén)康,摩托羅拉,IR)等少數廠(chǎng)家能夠生產(chǎn).

驅動(dòng)電路作為逆變電路的一部分,對變頻器的三相輸出有著(zhù)巨大的影響. 驅動(dòng)電路的設計一般有這樣幾種方式:1.分立插腳式元件組成的驅動(dòng)電路.2.光耦驅動(dòng)電路.3厚膜驅動(dòng)電路.4專(zhuān)用集成塊驅動(dòng)電路等幾種.

分立插腳式元件組成的驅動(dòng)電路在80年代的日本和臺灣變頻器上被廣泛使用,主要包括日本(富士:G2,G5.三肯:SVS,SVF,MF., 春日,三菱Z系列K系列等)臺灣(歐林,普傳,臺安.)等一系列變頻器.隨著(zhù)大規模集成電路的發(fā)展及貼片工藝的出現,這類(lèi)設計電路復雜,集成化程度低的驅動(dòng)電路已逐漸被淘汰.

光耦驅動(dòng)電路是現代變頻器設計時(shí)被廣泛采用的一種驅動(dòng)電路,由于線(xiàn)路簡(jiǎn)單,可靠性高,開(kāi)關(guān)性能好,被歐美及日本的多家變頻器廠(chǎng)商采用.由于驅動(dòng)光耦的型號很多,所以選用的余地也很大.驅動(dòng)光耦選用較多的主要由東芝的TLP系列,夏普的PC系列,惠普的HCPL系列等.以東芝TLP系列光耦為例.驅動(dòng) IGBT模塊主要采用的是TLP250,TLP251兩個(gè)型號的驅動(dòng)光耦.對于小電流(15A)左右的模塊一般采用TLP251.外圍再輔以驅動(dòng)電源和限流電阻等就構成了最簡(jiǎn)單的驅動(dòng)電路.而對于中等電流(50A)左右的模塊一般采用TLP250型號的光耦.而對于更大電流的模塊, 在設計驅動(dòng)電路時(shí)一般采取在光耦驅動(dòng)后面再增加一級放大電路,達到安全驅動(dòng)IGBT模塊的目的.

厚膜驅動(dòng)電路是在阻容元件和半導體技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種混合集成電路.它是利用厚膜技術(shù)在陶瓷基片上制作模式元件和連接導線(xiàn),將驅動(dòng)電路的各元件集成在一塊陶瓷基片上,使之成為一個(gè)整體部件.使用驅動(dòng)厚膜對于設計布線(xiàn)帶來(lái)了很大的方便,提高了整機的可靠性和批量生產(chǎn)的一致性,同時(shí)也加強了技術(shù)的保密性.現在的驅動(dòng)厚膜往往也集成了很多保護電路,檢測電路.應該說(shuō)驅動(dòng)厚膜的技術(shù)含量也越來(lái)越高.

另外現在還出現了專(zhuān)用的集成塊驅動(dòng)電路,主要由IR的IR2111,IR2112,IR2113等,其它還有三菱的EXB系列驅動(dòng)厚膜.三菱的M57956,M57959等驅動(dòng)厚膜.

此外,現在的一些歐美變頻器在設計上采用了高頻隔離變壓器加入了驅動(dòng)電路中(如丹佛斯VLT系列變頻器).應該說(shuō)通過(guò)一些高頻的變壓器對驅動(dòng)電路的電源及信號的隔離,增強了驅動(dòng)電路的可靠性,同時(shí)也有效地防止了強電部分的電路出現故障時(shí)對弱電電路的損壞.在實(shí)際的維修中我們也感覺(jué)到這種驅動(dòng)電路故障率很低,大功率模塊也極少出現問(wèn)題.

在我們平時(shí)的日常生產(chǎn)使用中,大功率模塊損壞是一種常見(jiàn)的故障現象,


損壞的原因可能是多種多樣的.馬達短路,對地絕緣不好,電機堵轉,外部電源電壓過(guò)高都有可能造成變頻器大功率模塊的損壞,我們在實(shí)際維修中更換大功率模塊時(shí)一定要確定驅動(dòng)電路的正常工作.否則更換后很容易引起大功率模塊的再次損壞.另外我們也要了解GTR 模塊和IGBT模塊驅動(dòng)電路的區別,兩種功率模塊前者為電流驅動(dòng),后者則是電壓驅動(dòng).

隨著(zhù)電子元器件,大規模集成電路的發(fā)展,驅動(dòng)電路也在不斷向著(zhù)高集成化方向發(fā)展,而且功能在不斷擴大,性能也在不斷提高.同時(shí)也對我們這些從事變頻維修行業(yè)的人提出了更高的要求,以上只是本人在變頻維修中的一些心得,同時(shí)也希望從事這行業(yè)的人多多溝通交流.

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