通用變頻器常見(jiàn)的驅動(dòng)電路形式及分析

通用變頻器常見(jiàn)的驅動(dòng)電路形式及分析

主要通過(guò)對變頻器驅動(dòng)電路的分析，了解一些驅動(dòng)電路的常見(jiàn)形式及發(fā)展趨勢，滿(mǎn)足解決現場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題的需要。

1 引言

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)。

2 驅動(dòng)電路

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子的影響，目前逆變模塊主要由日本(、、三社、富士、三肯)及歐美(,西門(mén)康,、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)分立插腳式組件組成的驅動(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。

(1) 分立插腳式組件的驅動(dòng)電路

分立插腳式組件組成的驅動(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。

(2) 光耦驅動(dòng)電路

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，夏普的系列,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。外圍再輔佐以驅動(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。

(3) 厚膜驅動(dòng)電路

厚膜驅動(dòng)電路是在阻容組件和技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種混合集成電路。它是利用厚在基片上模式組件和連接導線(xiàn)，將驅動(dòng)電路的各組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?，F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。

(4) 專(zhuān)用集成塊驅動(dòng)電路

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。

3 故障現象分析

損壞的原因可能是多種多樣的。馬達短路，對地絕緣不好，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。否這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。