变频器里的直流电源
主电路的直流电源
1．主电路的结构
主电路的直流电源已如前述，由三相全波整流电路加滤波电容器构成。这里不再赘述。
2．突然停电后的过渡过程
当突然停电时，变频器的框图如图1a）所示。由于逆变桥还在工作，滤波电容器CD迅速放电，直流电压UD迅速下降，电压曲线如图1b）中之曲线①所示。曲线②是曲线①的切线，τD是UD下降的时间常数。由曲线①知，电压的下降是很快的。但因为电压的初始值很大，下降过程的总时间并不很短。

图1 主电路停电后的直流电源
a）停电后的主电路b）电压的衰减曲线
驱动电路的直流电源
1．对驱动电源的要求
驱动电源需要解决两方面的问题：
一方面，它应能使晶体管迅速进入饱和导通状态，如图2a）所示；
另一方面，在饱和导通的状态下，又能使晶体管迅速截止。为此，采取了两个措施：
（1）关断时，在基极和发射极之间加入反向电压，使晶体管容易截止，如图2b）所示。
（2）当晶体管饱和导通后，应适当降低驱动电压，使晶体管退出深度饱和的状态，如图2c）所示。

图2 变频器对驱动电源的要求
a）开通时要求b）关断时要求c）驱动电源的电压
2．驱动电路的结构
驱动电路的结构框图如图3a）所示，其负载是晶体管的B-E结。根据驱动电路对电源电压的要求，滤波电容器CB的容量不宜太大。
3．突然停电后的过渡过程
一方面，由于CB的容量不大，另一方面，其输出电流又并不小，所以，停电后，电压UB和驱动电流IB将衰减得很快，如图3b）中的曲线①所示。

图3 驱动电路的电源
a）电路框图b）停电后的过渡过程
控制电路的直流电源
1．控制电路的电源结构
控制电路的主体是中央处理器（CPU），它对电压稳定度的要求极高。在图4a）中，W1是开关电源输出变压器的一次绕组，CPU的电源从二次绕组之一取出。
本来，开关电源本身就具有稳压功能，但为了增强CPU电源的稳定度和抗干扰能力，又增加了稳压电路，如图4a）所示。图中，7805是集成稳压电路，滤波电容器C01的容量很大，以保持直流电压更加稳定。C02和C03用于抗干扰。

图4 控制电路的直流电源
a）电源框图b）停电后的过渡过程

停电时逆变管损坏的原因
逆变用晶体管的额定功率
1．晶体管的功耗
众所周知，晶体管有三个工作状态：截止状态、饱和导通状态和放大状态。今假设某晶体管的额定数据是：1200V、100A、500W。则在三个状态之下的功耗如图5所示。
（1）截止状态的功耗
在截止状态，集电极只有1mA的漏电流，电阻RC上的电压降几乎为0，晶体管的管压降和电源电压近乎相等，晶体管的功耗只有0.5W，如图a）所示；
（2）饱和状态的功耗
在饱和导通状态，集电极电流为100A，晶体管的管压降为2.6V，功耗为260W，如图b）所示；
（3）放大状态的功耗
以某放大状态为例，集电极电流为50A，集电极电阻RC上的电压降为248V，晶体管的管压降为252V，功耗高达2.6kW。大大超过额定功耗。所以，开关晶体管只能用在开关状态，绝对不允许在放大区停留。

图 晶体管的功耗
a）截止状态b）饱和状态c）放大状态
变频器停电时的状态
正常情况下，应该首先使变频器停止工作，然后切断电源。
如果变频器在正常运行的状态下突然切断电源，情况如何呢？
1．基极电流
如上述，停电后，(http://www.dgzj.com/ 电工之家)基极驱动电路的电压下降得很快，故基极电流也很快减小。假设，在tX时间内，基极电流从额定状态的1.5A减小为0.375A，晶体管进入放大状态，集电极电流减小为20A，如图6a）所示。
2．主电路电压
主电路电压也下降得很快，但因为初始值很大，所以，在相同的tX时间内，虽然下降得只有额定电压的30%，但仍有150V。
3．晶体管的功耗
集电极电流的减小，使RC上的电压降为100V，而晶体管的管压降减小为50V，晶体管的功耗为1000W，是额定功耗的2倍。所以，晶体管必烧无疑。
变频器的逆变器件改用IGBT管以后，因为其控制极电流极小，驱动电路的电压不会很快下降，上述现象基本上不再发生。

图 突然停电的结果
a）基极电流b）主电压c）饱和状态d）放大状态

变频器电路中电解电容的作用
　　1、滤波作用：在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001－－0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰。

　　2、耦合作用：在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合。为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大的电解电容。