變頻器在應(yīng)用中常見的驅(qū)動(dòng)電路形式

1 驅(qū)動(dòng)電路

逆變電路主要包括:逆變模塊和驅(qū)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(shù)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(西門子,西門康,摩托羅拉,IR)等少數(shù)廠家能夠生產(chǎn)。

驅(qū)動(dòng)電路作為逆變電路的一部分，對(duì)變頻器的三相輸出有著巨大的影響。驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)一般有這樣幾種方式：(1)分立插腳式元件組成的驅(qū)動(dòng)電路;(2)光耦驅(qū)動(dòng)電路;(3)厚膜驅(qū)動(dòng)電路;(4)專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路等幾種。

(1) 分立插腳式元件的驅(qū)動(dòng)電路

分立插腳式元件組成的驅(qū)動(dòng)電路在80年代的日本和臺(tái)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(tái)灣(歐林,普傳,臺(tái)安.)等一系列變頻器。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展及貼片工藝的出現(xiàn),這類設(shè)計(jì)電路復(fù)雜，集成化程度低的驅(qū)動(dòng)電路已逐漸被淘汰。

(2) 光耦驅(qū)動(dòng)電路

光耦驅(qū)動(dòng)電路是現(xiàn)代變頻器設(shè)計(jì)時(shí)被廣泛采用的一種驅(qū)動(dòng)電路，由于線路簡(jiǎn)單，可靠性高，開關(guān)性能好，被歐美及日本的多家變頻器廠商采用。由于驅(qū)動(dòng)光耦的型號(hào)很多，所以選用的余地也很大。驅(qū)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(qū)動(dòng)IGBT模塊主要采用的是TLP250，TLP251兩個(gè)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)光耦。對(duì)于小電流(15A)左右的模塊一般采用TLP251。外圍再輔佐以驅(qū)動(dòng)電源和限流電阻等就構(gòu)成了最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路。而對(duì)于中等電流(50A)左右的模塊一般采用TLP250型號(hào)的光耦。而對(duì)于更大電流的模塊，在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)一般采取在光耦驅(qū)動(dòng)后面再增加一級(jí)放大電路，達(dá)到安全驅(qū)動(dòng)IGBT模塊的目的。

(3) 厚膜驅(qū)動(dòng)電路

厚膜驅(qū)動(dòng)電路是在阻容元件和半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來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(dǎo)線，將驅(qū)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(qū)動(dòng)厚膜對(duì)于設(shè)計(jì)布線帶來了很大的方便,提高了整機(jī)的可靠性和批量生產(chǎn)的一致性，同時(shí)也加強(qiáng)了技術(shù)的保密性?，F(xiàn)在的驅(qū)動(dòng)厚膜往往也集成了很多保護(hù)電路，檢測(cè)電路。應(yīng)該說驅(qū)動(dòng)厚膜的技術(shù)含量也越來越高。

(4) 專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路

現(xiàn)在還出現(xiàn)了專用的集成塊驅(qū)動(dòng)電路，主要由IR的IR2111，IR2112，IR2113等，其它還有三菱的EXB系列驅(qū)動(dòng)厚膜。三菱的M57956，M57959等驅(qū)動(dòng)厚膜。

此外，現(xiàn)在的一些歐美變頻器在設(shè)計(jì)上采用了高頻隔離變壓器加入了驅(qū)動(dòng)電路中(如丹佛斯VLT系列變頻器)。應(yīng)該說通過一些高頻的變壓器對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的電源及信號(hào)的隔離，增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)電路的可靠性，同時(shí)也有效地防止了強(qiáng)電部分的電路出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)弱電電路的損壞。在實(shí)際的維修中我們也感覺到這種驅(qū)動(dòng)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(shí)的日常生產(chǎn)使用中，大功率模塊損壞是一種常見的故障現(xiàn)象。

2 故障現(xiàn)象分析

損壞的原因可能是多種多樣的。馬達(dá)短路，對(duì)地絕緣不好，電機(jī)堵轉(zhuǎn)，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?cè)趯?shí)際維修中更換大功率模塊時(shí)一定要確定驅(qū)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(qū)動(dòng)電路的區(qū)別，兩種功率模塊前者為電流驅(qū)動(dòng)，后者則是電壓驅(qū)動(dòng)。