通用變頻器常見的驅動電路形式及分析

通用變頻器常見的驅動電路形式及分析

主要通過對變頻器驅動電路的分析，了解一些驅動電路的常見形式及發(fā)展趨勢，滿足解決現(xiàn)場實際問題的需要。

    1  引言                             交流變頻調速技術是現(xiàn)代電力傳動技術重要發(fā)展方向，隨著電力電子技術，微電子技術和現(xiàn)代控制理論在交流調速系統(tǒng)中的應用，變頻交流調速已逐漸取代了過去的滑差調速，變極調速，直流調速等調速系統(tǒng)，越來越廣泛的應用于工業(yè)生產和日常生活的許多領域。                                  隨著變頻調速器的廣泛應用，許多工程技術人員對它也有了相當?shù)牧私?，一般通用型變頻器大致括以下幾個部分：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。          2  驅動電路                                 逆變電路主要包括：逆變模塊和驅動電路。由于受到加工工藝，封裝技術，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(,西門康,、IR)等少數(shù)廠家能夠生產。                                  驅動電路作為逆變電路的一部分，對變頻器的三相輸出有著巨大的影響。驅動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電路；(2)光耦驅動電路；(3)厚膜驅動電路；(4)專用集成塊驅動電路等幾種。

    (1) 分立插腳式組件的驅動電路

    分立插腳式組件組成的驅動電路在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。隨著大規(guī)模的發(fā)展及貼片工藝的出現(xiàn),這類設計電路復雜，集成化程度低的驅動電路已逐漸被淘汰。                                  (2) 光耦驅動電路

    光耦驅動電路是現(xiàn)代變頻器設計時被廣泛采用的一種驅動電路，由于線路簡單，可靠性高，開關性能好，被歐美及日本的多家變頻器廠商采用。由于驅動光耦的型號 很多，所以選用的余地也很大。驅動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IGBT模塊主 要采用的是TLP250，TLP251兩個型號的驅動光耦。對于小電流(15A)左右的模塊一般采用TLP251。外圍再輔佐以驅動電源和限流電阻等就構 成了最簡單的驅動電路。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，在設計驅動電路時一般采取在光耦驅動 后面再增加一級放大電路，達到安全驅動IGBT模塊的目的。                                  (3) 厚膜驅動電路                          厚膜驅動電路是在阻容組件和技術的基礎上發(fā)展起來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，將驅動電路的各組件集成在一塊陶瓷基片上， 使之成為一個整體部件。使用驅動厚膜對于設計帶來了很大的方便,提高了整機的可靠性和批量生產的一致性，同時也加強了技術的保密性?，F(xiàn)在的驅動厚膜往往也 集成了很多保護電路，檢測電路。應該說驅動厚膜的技術含量也越來越高。                                  (4) 專用集成塊驅動電路

    現(xiàn)在還出現(xiàn)了專用的集成塊驅動電路，主要由IR的IR2111，IR2112，IR2113等，其它還有三菱的EXB系列驅動厚膜。三菱的M57956，M57959等驅動厚膜。                              此外，現(xiàn)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電路中(如丹佛斯VLT系列變頻器)。應該說通過一些高頻的變壓器對驅動電路的電源及信號的 隔離，增強了驅動電路的可靠性，同時也有效地防止了強電部分的電路出現(xiàn)故障時對弱電電路的損壞。在實際的維修中我們也感覺到這種驅動電路故障率很低，大功 率模塊也極少出現(xiàn)問題。                                  在我們平時的日常生產使用中，大功率模塊損壞是一種常見的故障現(xiàn)象。                              3  故障現(xiàn)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，外部電源電壓過高都有可能造成變頻器大功率模塊的損壞，我們在實際維修中更換大功率模塊時一 定要確定驅動電路的正常工作。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模塊驅動電路的區(qū)別，兩種功率模塊前者為 電流驅動，后者則是電壓驅動。                                  隨著電子元器件，大規(guī)模集成電路的發(fā)展，驅動電路也在不斷向著高集成化方向發(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,同時也希望從事這行業(yè)的人多多溝通交流