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变频器驱动电路详解

时间:2016-03-31 11:13来源:未知 作者:y930712 点击:
测量驱动电路输出的六路驱动脉冲的电压幅度都符合要求,如用交流档测量正向激励脉冲电压的幅度约14V左右,负向截止电压的幅度约7.5V左右(不同的机型有所差异),对驱动电路经过

测量驱动电路输出的六路驱动脉冲的电压幅度都符合要求,如用交流档测量正向激励脉冲电压的幅度约14V左右,负向截止电压的幅度约7.5V左右(不同的机型有所差异),对驱动电路经过以上检查,一般检修人员就认为可以装机了,此中忽略了一个极其重要的检查环节——对驱动电路电流(功率)输出能力的检查!很多我们认为已经正常修复的变频器,在运行中还会暴露出更隐蔽的故障现象,并由此导致了一定的返修率。
变频器空载或轻载运行正常,但带上一定负载后,出现电机振动、输出电压偏相、频跳OC故障等。
故障原因:A、驱动电路的供电电源电流(功率)输出能力不足;B、驱动IC或驱动IC后置放大器低效,输出内阻变大,使驱动脉冲的电压幅度或电流幅度不足;C、IGBT低效,导通内阻变大,导通管压降增大。
C原因所导致的故障比例并不高,而且限于维修修部的条件所限,如无法为变频器提供额定负载试机。但A、B原因所带来的隐蔽性故障,我们可以采用为驱动增加负载的方法,使其暴露出来,并进而修复之,从面能使返修率降到最低。
IGBT的正常开通既需要幅值足够的激励电路,如+12V以上,更需要足够的驱动电流,保障其可靠开通,或者说保障其导通在一定的低导通内阻下。上述A、B故障原因的实质,即由于驱动电路的功率输出能力不足,导致了IGBT虽能开通但不能处于良好的低导能内阻的开通状态下,从而表现出输出偏相、电机振动剧烈和频跳OC故障等。
让我们从IGBT的控制特性上来做一下较为深入的分析,找出故障的根源所在。
一、IGBT的控制特性:
通常的观念,认为IGBT器件是电压型控制器件——为栅偏压控制,只需提供一定电平幅度的激励电压,而不需吸取激励电流。在小功率电路中,仅由数字门电路,就可以驱动MOS型绝缘栅场效应管。做为IGBT,输入电路恰好具有MOS型绝缘栅场效应管的特性,因而也可视为电压控制器件。这种观念其实有失偏颇。因结构和工艺的原因,IGBT管子的栅-射结间形成了一个名为Cge的结电容,对IGBT管子开通和截止的控制,其实就是Cge进行的充、放电控制。+15V的激励脉冲电压,提供了Cge的一个充电电流通路,IGBT因之而开通;-7。5V的负向脉冲电压,将Cge上的“已充电荷强行拉出来”,起到对充电电荷的快速中和作用,IGBT因之而截止。
假定IGBT管子只对一个工作频率为零的直流电路进行通断控制,对Cge一次性充满电后,几乎不再需要进行充、放电的控制,那么将此电路中的IGBT管子说成是电压控制器件,是成立的。而问题是:变频器输出电路中的IGBT管子工作于数kHz的频率之下,其栅偏压也为数kHz频率的脉冲电压!一方面,对于这种较高频率的信号,Cge的呈现出的容抗是较小的,故形成了较大的充、放电电流。另一方面,要使IGBT可靠和快速的开通(力争使管子有较小的导通内阻),在IGBT的允许工作区内,就要提供尽可能大的驱动电流(充电电流)。对于截止的控制也是一样,须提供一个低内阻(欧姆级)的外部泄放电路,将栅-射结电容上的电荷极快地泄放掉! (责任编辑:admin)

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