變頻器維修之驅(qū)動(dòng)電路檢修.doc

變頻器維修之驅(qū)動(dòng)電路板脫機(jī)檢修發(fā)布時(shí)間：2011-10-21 08:18來源：變頻器維修網(wǎng)點(diǎn)擊：1436次脫機(jī)檢修指在脫開變頻器主電路后的，對電源/驅(qū)動(dòng)板的單獨(dú)上電檢修，檢修好之后確認(rèn)驅(qū)動(dòng)板所有故障排除再上機(jī)測試，以確保IGBT的安全，先看看一個(gè)測試數(shù)據(jù)表，看不懂的話看請繼續(xù)往下看，你就知道怎么回事了。注：1.用數(shù)字式萬用表，則能得出表4-3中的數(shù)據(jù)。指針式萬用表的交流電壓檔，也能顯示偏大的直流電壓值，故在停機(jī)狀態(tài)，仍顯示一定電壓值，但在起動(dòng)狀態(tài)，表筆馬上反向指示-說明指針式萬用表的交流電壓檔，雖能測出信號電壓的峰值，但仍能指示出電壓的極性。2.當(dāng)驅(qū)動(dòng)供電電壓為15V和-7V時(shí)，檢測得出的輸出側(cè)的電壓值也相應(yīng)降低。3.因電路元器件的離散性、各路驅(qū)動(dòng)電源電壓的差異以及不同型號變頻器PWM(SPWM)脈沖波形的差異，測量所得出的動(dòng)態(tài)電壓值也會(huì)有較大的差異。如從觸發(fā)端子測得交流電壓值，其峰值往往大致接近供電電壓值，一般只要滿足在13V以上，IGBT就能可靠工作，六路脈沖電壓的幅度也有所差異。所以即使同一種采用同一種驅(qū)動(dòng)IC的不同型號的變頻器，也不可能測得一樣的結(jié)果。我們不必從數(shù)值的精確度上太過講究，可完全從動(dòng)、靜態(tài)電壓值、電壓極性的明顯變化上，判斷出驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài)。 每一路驅(qū)動(dòng)電路，都可以直接從驅(qū)動(dòng)IC的兩個(gè)輸入腳檢測輸入信號，從驅(qū)動(dòng)信號的輸出端子（模塊觸發(fā)端子）檢測輸出信號。 若輸人信號電壓為零，則往前檢測從CPU至驅(qū)動(dòng)IC的信號傳輸電路，檢測內(nèi)容請見第7章脈沖信號的前級電路檢測；若有輸入信號，CN1附、CN22的輸出信號端子則可能有以下幾種情況： 1)用50V交流檔測PC923的6腳電壓，若過低(如僅為10V)，對比測量一下PC929 的輸入2、 3腳電壓，若偏低，則往前檢測從至驅(qū)動(dòng)憶的信號傳輸電路，檢測內(nèi)容請見第7章相關(guān)章節(jié)；如正常，故障可能為PC923內(nèi)部輸出電路的VT1低效，代換PC923。 2)檢測PC923的6腳交流電壓值，達(dá)15V以上(15V供電下，以上即為正常值)， 故障原因?yàn)镽65、 有阻值變大現(xiàn)象，更換。或VT11低效，更換。 若觸發(fā)端子仍為-10V的固定負(fù)壓。測PC23的6腳，也為-10V，驅(qū)動(dòng)IC內(nèi)部VT2 擊穿，代換；測PC923的6腳有4V左右的正電壓，故障為驅(qū)動(dòng)IC后置放大器的V11短路，更換。以上檢查，只是檢測出驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖電壓幅度沒有問題，但下一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路無問題的結(jié)論還為時(shí)過早。還需驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)電路的電流（功率輸出能力）。(1)靜態(tài)檢測電路處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，相對于+5V供電的地端，PC2的2、 3腳電壓都為5V，直接測量2、 3腳之間電壓差為以驅(qū)動(dòng)電源的0V為0電位參考點(diǎn)，IGBT觸發(fā)引線端子的1線應(yīng)為-10V。 PC923、PC929的脈沖輸出腳和后置放大器的中點(diǎn)電壓都為-10V. 檢測CN1化端子的1線為0V，故障原因有：驅(qū)動(dòng)電源穩(wěn)壓二極管擊穿短路；柵極電阻V91開路。檢測CN1端子的1線為18V左右，故障原因有：PC2的后置放大電路中的VT10短路；PC2內(nèi)部輸出電路中的VT1短路；檢查PC2的2、 3腳如有電壓輸人，如1V、2V、故障原因?yàn)榍凹壭盘栯娐饭收希筆C2形成了輸人電流的通路。(2)動(dòng)態(tài)檢測電路靜態(tài)時(shí)測得圍端子1線上有正常的-10V截止電壓，及測量各靜態(tài)工作點(diǎn)基本正常（其實(shí)各檢測點(diǎn)都表現(xiàn)為供電電壓)，要進(jìn)一步檢查動(dòng)態(tài)一一對脈沖信號的傳輸能力， 驗(yàn)證電路確無故障或使隱蔽故障暴露出來。但接著碰到了麻煩事，因?yàn)樵跈z修中電源/驅(qū)動(dòng)板與主電路已經(jīng)脫開，CN1、CN2觸發(fā)端子是空置的，并未接入IGBT，而且在未查明驅(qū)動(dòng)電路是否工作正常之前，也是絕不允許在IGBT接入530V直流供電的情況下，連接驅(qū)動(dòng)電路并檢查驅(qū)動(dòng)電路的故障的。因?yàn)镮GBT的脫開，驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖無論正常與否，只要按一下操作面板的起動(dòng)（FWD）或運(yùn)行（RUN）按鍵，操作顯示面板即跳出OC故障。原因在于驅(qū)動(dòng)芯片PC929在脈沖信號傳輸期間，PC929的9腳內(nèi)部電路與外部元件構(gòu)成的IGBT管壓降檢測電路，因IGBT的未接入（相當(dāng)于開路），而檢測到極大的管壓降信號，而向CPU報(bào)出OC信號，CPU采取了停機(jī)保護(hù)措施。必須采取相應(yīng)手段，屏蔽掉驅(qū)動(dòng)電路對IGBT管壓降檢測功能，令CPU正常發(fā)送六路脈沖，以利驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)一步檢修。看下圖電路PC929驅(qū)動(dòng)電路的IGBT管壓降檢測等效電路圖：如果單純將OC信號切斷，如將圖4、9中的PC4開路或短接PC2的1、2腳，以中斷OC信號的輸出，固然可以令CPU不停止脈沖信號的輸出，但PC929中IGBT保護(hù)電路還處于起控狀態(tài)，PC929仍無法正常輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號。正確的做法是：短接上圖b、c點(diǎn)，即將D1的負(fù)極與OV供電引出線短接，人為造成“IGBT的正常導(dǎo)通狀態(tài)”，“糊弄”一下IBGT管壓降檢測電路，使之在激勵(lì)脈沖作用期間，能一直檢測到IGBT的“正常狀態(tài)”，內(nèi)部保護(hù)電路不起控。在檢修所有變頻器的驅(qū)動(dòng)電路板時(shí)，只有驅(qū)動(dòng)電路本身有IBGT（管壓降檢測）保護(hù)電路，我們都可以找出上圖電路中的b、c點(diǎn)并予以短接，就可以將驅(qū)動(dòng)電路OC故障的報(bào)警功能屏蔽掉，對驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行脈沖傳輸狀態(tài)的檢查了。 好了，短接b、c點(diǎn)，按動(dòng)操作顯示面板上的起動(dòng)和停止按鍵，配合對輸出脈沖電壓的測量，驅(qū)動(dòng)電路的隱蔽故障，便一一暴露無遺了。 驅(qū)動(dòng)電路動(dòng)、靜態(tài)電壓變化是如此明顯，無論用指針式萬用表或數(shù)字式萬用表、用直流電壓檔或交流電壓檔、直流電流檔或交流電流檔，都能測出明顯的變化。以至于我們不必采用示波器，也能準(zhǔn)確判斷出驅(qū)動(dòng)電路對脈沖信號的傳輸情況。測量數(shù)據(jù)見表4-3變頻器維修之驅(qū)動(dòng)電路的故障特征發(fā)布時(shí)間：2011-10-20 07:52來源：變頻器維修網(wǎng)點(diǎn)擊：783次 1)變頻器空載或輕載運(yùn)行正常，但帶上一定負(fù)載后，出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)、輸出電壓移相、頻跳OC故障等。 2)變頻器上電，操作顯示正常，起動(dòng)后能在操作面板上監(jiān)控到輸出頻率數(shù)值上升的現(xiàn)象，但U、 V、W輸出端子無電壓輸出，變頻器也不報(bào)出OC故障，好像是運(yùn)行正常。故障原因?yàn)轵?qū)動(dòng)化輸人側(cè)的+5V*供電電源丟失，六路驅(qū)動(dòng)冗都無脈沖信號輸入，驅(qū)動(dòng)電路處于待機(jī)狀態(tài)，IGBT管壓降檢測電路在休息中，并不向CPU返回OC信號。 3)變頻器上電后，不跳OC、SC等故障代碼，但拒絕所有操作，出現(xiàn)類似于程序進(jìn)入死循環(huán)的死機(jī)現(xiàn)象，先不要輕易判斷為CPU故障，可能為變頻器上電檢測到有OC信號輸出，出于保護(hù)目的，故拒絕所有操作，以免造成人為的故障擴(kuò)大（詳見英威騰驅(qū)動(dòng)電路檢修一節(jié))。 4)上電，變頻器未接收起動(dòng)信號，變頻器在系統(tǒng)自檢結(jié)束后，即報(bào)出OC故障。故障原因： 變頻器的三相輸出電流檢測電路損壞，誤報(bào)過電流故障，如電流互感器內(nèi)部電路損壞，誤報(bào)出嚴(yán)重過電流故障。 驅(qū)動(dòng)電路的OC信號報(bào)警電路損壞，如PC929的8腳內(nèi)部DMOS晶體管短路，向CPU誤報(bào)OC信號。 故障原因：驅(qū)動(dòng)電路的供電電源電流功率）輸出能力不足；驅(qū)動(dòng)IC或驅(qū)動(dòng)IC后置放大器低效，輸出內(nèi)阻變大，使驅(qū)動(dòng)脈沖的電壓幅度或電流幅度不足；IGBT低效，導(dǎo)通內(nèi)阻變大，導(dǎo)通管壓降增大。 5)接收起動(dòng)信號，即跳(接地故障)。變頻器說明書中對接地故障的定義是，當(dāng)接地電流大于額定電流的50%。時(shí)，即判斷為GF故障。其實(shí)也是OC故障的一個(gè)別名。在報(bào)警層次上有所不同（詳見安川驅(qū)動(dòng)電路的檢修一節(jié))，GF報(bào)警用于起動(dòng)初始階段的對BT過電流（或管壓降）狀態(tài)的檢測。 6)變頻器上電顯示正常，接收起動(dòng)信號，即跳OC過電流）、SC短路）故障代碼。故障原因： 逆變模塊有開路性損壞，先是擊穿短路，炸裂后開路，或G、 E間內(nèi)部損壞，雖有觸發(fā)信號引入，但I(xiàn)GBT不能正常開通，驅(qū)動(dòng)電路的V87管壓降檢測到異常大的導(dǎo)通壓降， 報(bào)出OC故障。 驅(qū)動(dòng)電路本身故障。a無激勵(lì)脈沖加到IGBT的觸發(fā)端子。一是從CPU主板來的脈沖信號未能正常輸人到驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；二是驅(qū)動(dòng)電路有元器件損壞，阻斷了脈沖信號的傳輸。b驅(qū)動(dòng)電路不能輸出正常的驅(qū)動(dòng)脈沖，多為電流輸出能力不足。一是驅(qū)動(dòng)化的后置放大器低效，元器件變值等；二是驅(qū)動(dòng)供電不良，不能達(dá)到足夠的電壓幅值和輸出足夠的驅(qū)動(dòng)電流，使IGBT不能被良好導(dǎo)通或處于導(dǎo)通與截止的臨界點(diǎn)上，IGBT管壓降檢測電路檢測到大于7V的管壓降信號而報(bào)出OC故障。c驅(qū)動(dòng)供電電源電壓的低落為驅(qū)動(dòng)IC內(nèi)部欠電壓電路所偵測，驅(qū)動(dòng)化報(bào)出OC故障。變頻器驅(qū)動(dòng)電路PC923和PC929的檢修發(fā)布時(shí)間：2011-10-19 08:01來源：變頻器維修網(wǎng)點(diǎn)擊：2104次對逆變功率電路的修復(fù)是在確認(rèn)CPU主板和驅(qū)動(dòng)電路正常的前提下進(jìn)行的，否則對IGBT模塊的盲目更換不但毫無意義，而且可能會(huì)造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。對驅(qū)動(dòng)電路的修復(fù)是在IGBT主板能正常輸出六路脈沖信號的前提下進(jìn)行的，否則對驅(qū)動(dòng)電路的修復(fù)不但無意義，而且給檢測帶來了一定的難度。CPU主板（操作顯示面板）的正常，為我們修復(fù)各種故障， 提供了有效的監(jiān)控和提示的作用，使我們能根據(jù)操作顯示面板上故障代碼的提示，有針對性地檢查故障電路。變頻器完善的各種檢測和保護(hù)功能，在變頻器正常運(yùn)行時(shí)是非常必要的，但在我們進(jìn)行局部電路故障的維修時(shí)總得使機(jī)器脫離開整機(jī)連接的狀態(tài)，會(huì)引發(fā)相關(guān)保護(hù)電路的起控，而使變頻器進(jìn)人故障鎖定狀態(tài)，停止了對比如對六路脈沖信號的輸出，使我們無法或比較困難）檢測該信號通路如驅(qū)動(dòng)電路）是否能正常地對CPU電路來的六路脈沖信號進(jìn)行傳輸和放大。驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài)的正常，只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：能正常地傳輸和放大六路驅(qū)動(dòng)脈沖。輸出的六路驅(qū)動(dòng)脈沖具有符合要求的電壓幅度和電流供給能力。靜態(tài)待機(jī)）下的工作點(diǎn)檢測，往往不能得出準(zhǔn)確的結(jié)論。得想法讓電路處于動(dòng)態(tài)工作中：一是采取相應(yīng)措施， 屏蔽掉變頻器的相關(guān)故障檢測功能；二是用某種方法驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)電路的輸出能力，確認(rèn)驅(qū)動(dòng)電路輸出的六路逆變脈沖信號是完全符合要求的，于是對驅(qū)動(dòng)電路的修復(fù)才能畫上一個(gè)圓滿的句號。對驅(qū)動(dòng)電路的檢修，一定程度上決定了整機(jī)檢修的成敗。故陣變頻器無論表現(xiàn)出何種故障，最后的修復(fù)總是表現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路六路驅(qū)動(dòng)脈沖的正常輸出！六路脈沖輸出信號都有，但有缺陷，輕者機(jī)器不能正常工作，重者將有可能使逆變模塊損壞，對驅(qū)動(dòng)電路的檢修，小心不為過！1.驅(qū)動(dòng)電路（由PC923和PC929組合）的構(gòu)成和電路原理圖4-9為INTPBGBA0100AZ 110KVA東元變頻器U相的驅(qū)動(dòng)電路圖。15KW以下的驅(qū)動(dòng)電路，則由PC923和PC929經(jīng)柵極電阻直接驅(qū)動(dòng)IGBT，中、大功率變頻器，則由后置放大器將驅(qū)動(dòng)冗輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖進(jìn)行功率放大后，再輸入了的C、E極。驅(qū)動(dòng)電路的電源電路，是故障檢測的一個(gè)重要環(huán)節(jié)要求，而且要求其具有足夠的電流（功率）輸出能力一不但要求其輸出電壓范圍滿足正常-帶負(fù)載能力。每一相的上、下化IGBT驅(qū)動(dòng)電路，因IGBT的觸發(fā)回路不存在共電位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)電路也需要相互隔離的供電電源。由開關(guān)電源電路中的開關(guān)變壓器繞組輸出的交流電壓，經(jīng)整流濾波成直流電壓后， 又由R68、 VS1（10V穩(wěn)壓二極管）簡單穩(wěn)壓電路處理成正和負(fù)兩路電源，供給驅(qū)動(dòng)電路。電源的0V（零電位點(diǎn)）線接人了PC2的2、3極，驅(qū)動(dòng)化的供電腳則接人了 28V的電源電壓。 光耦合器的輸入、輸人側(cè)應(yīng)有獨(dú)立的供電電源，以形成輸入電流和輸出電流的通路。PC2的2、 3腳輸入電流由+5V*提供。此處,供電標(biāo)記為十5V*，是為了和開關(guān)電源電路輸出的+V5相區(qū)分。+5V*供電電路如圖4-10所示。該電路可看作一簡單的動(dòng)態(tài)恒流源電路，R179為穩(wěn)壓二極管的限流電阻，穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓值為3.5V左右?；鶚O電流回路中穩(wěn)壓電路的接入，使流過發(fā)射結(jié)的Ib維持一恒定值，進(jìn)而使動(dòng)態(tài)Ic也近似為恒定值。忽略VT8的導(dǎo)通壓降，電路的靜態(tài)輸出電壓為+5V，但動(dòng)態(tài)輸出電壓值取決于所接負(fù)載電路的動(dòng)態(tài)電阻值，而動(dòng)態(tài)輸出電流總是接近于恒定的，這就使得驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部發(fā)光二極管能維持一個(gè)較為恒定的光通量，從而使傳輸脈沖信號的陡峭度比較理想，使傳輸特性大為改善。電路工作原理簡述（請同時(shí)參見圖4-4的PC923 、PC925內(nèi)部電路）：由CPU主板來的脈沖信號，經(jīng)R66加到PC2的3腳，在輸人信號低電平期間，PC2形成由+5V*、 PC2的2、 3腳內(nèi)部發(fā)光二極管、信號源電路到地的輸入電流通路，？2內(nèi)部輸出電路的晶體管VU導(dǎo)通，PC2的6腳輸出高電平信號18V峰值），經(jīng)R65為驅(qū)動(dòng)后置放大電路的VT10提供正向偏流，VT10的導(dǎo)通將正供電電壓經(jīng)柵極電阻引人到IGBT的G極，IGBT開通；在輸人信號的高電平期間，PC2的3腳也為+5V高電平，因而無輸人電流通路，PC2內(nèi)部輸出電路的晶體管VT2導(dǎo)通，6腳轉(zhuǎn)為負(fù)壓輸出(10V峰值)，經(jīng)R65為驅(qū)動(dòng)后置放大電路的VT11提供了正向偏流，VT11的導(dǎo)通將供電的負(fù)電壓IGBT的截止電壓經(jīng)柵極電阻R91引人到IGBT的G極,IGBT關(guān)斷。在待機(jī)狀態(tài)，PC2的3腳輸入信號一直維持在+5V高電平狀態(tài)，則驅(qū)動(dòng)電路一直輸出-10V的截止電壓，加到CN1出觸發(fā)端子上，IGBT直維持于可靠的截止?fàn)顟B(tài)上。 因IGBT柵-射極間結(jié)電容的存在，對其開通和截止的控制過程，實(shí)質(zhì)上是對IGBT柵-射極間結(jié)電容進(jìn)行充、放電的過程，這個(gè)充、放電過程形成了一定的峰值電流，故功率較大的IGBT模塊須由VT10、 VT11組成的互補(bǔ)式電壓跟隨放大器來驅(qū)動(dòng)。 PC929驅(qū)動(dòng)化是兼有對驅(qū)動(dòng)脈沖隔離放大和模塊故障檢測雙重身份的。由CPU主板來的脈沖信號從1/2、 3腳輸人到PC923內(nèi)部的光耦合器，從11腳輸出后，經(jīng)VT13、VT15兩級互補(bǔ)式電壓跟隨器的功率放大后，引人IGBT2的G極。此為驅(qū)動(dòng)脈沖的信號傳輸電路；PC929的9腳為模塊故障檢測信號輸人腳。正常工作狀態(tài)下，PC923的11腳輸出正的激勵(lì)脈沖電壓，使VT13導(dǎo)通，VT15截止。VT13的導(dǎo)通，將正偏壓加到IGBT2的G極上，IGBT2進(jìn)人飽和導(dǎo)通狀態(tài)。忽略IGBT導(dǎo)通管壓降的話，IGBT2的導(dǎo)通即將I；輸出端與負(fù)直流供電端V短接起來，提供輸出交流電壓的負(fù)半波通路，在導(dǎo)通期間，只要變頻器是在額定電流以內(nèi)運(yùn)行，IGBT2的正常管壓降應(yīng)在3V以下。 PC929的9腳內(nèi)部電路與外接R76、 R77、 VD24、 R73、 D27等元器件構(gòu)成了 IGBT管壓降檢測電路，二極管VD27和負(fù)極接人了IGBT2的G極。PC929在發(fā)送激勵(lì)脈沖的同時(shí)，內(nèi)部模塊檢測電路與外電路配合，檢測IGBT2的管壓降，當(dāng)IGBT2正常幵通期間，忽略IGBT2 的導(dǎo)通壓降，U點(diǎn)電壓與N點(diǎn)電壓應(yīng)是等電位的，N點(diǎn)與該路驅(qū)動(dòng)電源的零電位點(diǎn)為同一條線?？梢钥吹?，VD27的正向?qū)▽?點(diǎn)電壓也鉗位為零電位點(diǎn)，即PC929的9腳無故障信號輸入，IGBT模塊OC信號輸出8腳為高電平狀態(tài)。當(dāng)變頻器的負(fù)載電路異?；騃GBT2故障時(shí)，雖有激勵(lì)偏壓加到IGBT2的G極，但嚴(yán)重過電流狀態(tài)（或管子已經(jīng)開路性損壞），使IGBT2的管壓降超過7V或更大，U、N之間高電壓差使VD27反偏截止，此時(shí)a點(diǎn)電壓是由R73引入的、經(jīng)R78、 VD24、 R77分壓的高于7V的電壓值，經(jīng)R76輸人到PC929的9腳。PC929內(nèi)部IGBT保護(hù)電路起控，對IGBT進(jìn)行強(qiáng)行軟關(guān)斷動(dòng)作，同時(shí)控制8腳內(nèi)部晶體管導(dǎo)通，進(jìn)而提供了PC4光耦合器的輸入電流，于是PC4將低電平的模塊OC信號報(bào)與CPU，變頻器實(shí)施OC故障保護(hù)停機(jī)動(dòng)作。 IGBT模塊管壓降檢測電路中的VD24和。C48組成消噪電路，以避免負(fù)噪聲干擾引起誤碼保護(hù)動(dòng)作。 讓我們看一下驅(qū)動(dòng)電路中R91、R92、R93、R94的作用，實(shí)際電路中，這4只電阻在模塊損壞帶來的強(qiáng)電壓沖擊下，造成開路、短路和阻值變大的情況比比皆是。而這4只電阻的未予修復(fù)，會(huì)給新?lián)Q功率模塊帶來毀滅性的打擊。它在電路中究竟起到什么樣的作用呢？ R91將驅(qū)動(dòng)脈沖引入到IGBT的G極，表面看來，這是一只限流電阻，限制流入IGBT的驅(qū)動(dòng)（充電）電流，因管子的開通速度越快越好，開通時(shí)間越短越好，電阻的阻值就不能太大，以避免與IGBT管子的輸人結(jié)電容形成一個(gè)較大時(shí)間常數(shù)的延時(shí)電路，這是不希望出現(xiàn)的。但過激勵(lì)也會(huì)導(dǎo)致IGBT的損壞。此電阻多為歐姆級功率電阻，隨變頻器功率的增加其阻值而減小。此電阻還有一個(gè)真名，叫柵極補(bǔ)償電阻，因?yàn)镮GBT的觸發(fā)引線有一定長度，觸發(fā)脈沖又是數(shù)千赫茲的高頻信號，所以有一定的引線電感存在，而引線電感會(huì)引起觸發(fā)脈沖的畸變，產(chǎn)生電壓過沖現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成IGBT的誤開通而造成損壞。接人R91可對引線電感有所補(bǔ)償，盡量使引線呈現(xiàn)電阻特性而不是電感特性，有效緩解引線電感造成的電壓過沖現(xiàn)象。 R92并接于IGBT的G、E極間，第一個(gè)好處就是，將IGBT輸入端的高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。我們新購得的IGBT逆變模塊，出廠前是用短路線將G、 E極短接的，這樣萬一有異常電壓（如靜電）加到G、 E極時(shí)，短路線將很快將此一異常電壓吸收，而避免了 IGBT因輸人端子遭受沖擊而損壞。電路中并聯(lián)R92也有同樣的用處，在一定程度上將輸入的差分電壓變?yōu)榱?共模電壓，消解了異常輸入電壓的沖擊作用。R92對瞬態(tài)干擾有一定的作用，又可稱之為消噪電阻。R92并接于化訂的G、E極間，與IGBT的G、E結(jié)電容相并聯(lián)，此電阻又被稱為旁路電阻；將瞬態(tài)干擾造成的對G、E結(jié)電容的充電電流旁路掉，以避免其誤開通。R92又形成了IGBT輸入結(jié)電容的電荷泄放通路，能提高電荷的泄放速度，對于只采用單電壓供電（無負(fù)供電電壓）的驅(qū)動(dòng)電路，此電阻的作用尤其重要。 我們說，截止負(fù)電壓的丟失或幅度不足，會(huì)給IGBT的安全運(yùn)行帶來極大的危害，而R91、R92的斷路，使IGBT的觸發(fā)回路變成了 高阻態(tài)，更易受感應(yīng)電壓沖擊，形成G、E結(jié)電容的充電流，而造成IGBT的誤開通。當(dāng)撥掉IGBT模塊的觸發(fā)端子后，上電或起動(dòng)變頻器，會(huì)造成IGBT模塊的炸裂，原因正源于此。R39、 R94同R92作用是一樣的，分析從略。變頻器維修常見的幾種驅(qū)動(dòng)IC發(fā)布時(shí)間：2011-10-18 08:08來源：廣西變頻器維修網(wǎng)點(diǎn)擊：2901次變頻器驅(qū)動(dòng)電路中的常用IC共有為數(shù)不多的幾種?？梢栽O(shè)想一下，變頻器電路的通用電路，必定是主電路（包括三相整流電路和三相逆變電路）和驅(qū)動(dòng)電路，即便是不同型號的功率級別不同的變頻器，驅(qū)動(dòng)電路也往往采用了同一型號的驅(qū)動(dòng)冚，甚至于驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)和布局是非常類似的和接近的。 早期的和小功率的變頻器機(jī)種，經(jīng)常采用了TLP250、 HCPL3120(A3120)驅(qū)動(dòng)IC，內(nèi)部電路簡單，不含IGBT保護(hù)電路；被大量廣泛采用的是PC923 、PC929的組合驅(qū)動(dòng)電路，往往上三臂IGBT采用PC923驅(qū)動(dòng)，而下三臂IGBT則采用PC929驅(qū)動(dòng)，PC929內(nèi)含IGBT檢測保護(hù)電路等。智能化程度比較高的專用驅(qū)動(dòng)芯片A316J，也在大量機(jī)型中被采用。 通過熟悉驅(qū)動(dòng)化的引腳功能和掌握相關(guān)的檢測方法，達(dá)到掌握對驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行故障判斷與檢測的能力，以及能對不同型號的驅(qū)動(dòng)IC應(yīng)急進(jìn)行代換與修復(fù)。1.TLP250和HCPL3120(A3120)驅(qū)動(dòng)IC（見圖4-3) TLP250：輸入電流閾值為5mA，電源電壓為1035V，輸出電流為0.5A，隔離電壓為2500V，開通/關(guān)斷時(shí)間為0.5uS。可直接驅(qū)動(dòng)50A 1200V的IGBT模塊， 在小功率變頻器驅(qū)動(dòng)電路中和早期變頻器產(chǎn)品中被普遍采用。 HCNW3120(A3120)：其與HCPL3120、HCPLJ312內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)相同，只是因選材和工藝的不同，后者的電隔離能力低于前者。輸入V電流閾值為2.5mA，電源電壓為15 30V，輸出電流為2A，隔離電壓為1414V，可直接驅(qū)動(dòng)150A 1200V的IGBT模塊。 3種驅(qū)動(dòng)冚的引腳功能基本一致，小功率機(jī)型中可用了TLP250直接代換另兩種HCNW3120和HCPL3120，大多數(shù)情況下TLP350、HCNW3120可以互換，雖然它們的個(gè)別參數(shù)和內(nèi)部電路有所差異，如了TPL250的電流輸出能力較低，但在中功率機(jī)型變頻器中，驅(qū)動(dòng)化往往有后置放大器，對驅(qū)動(dòng)化的電流輸出能力就不是太挑剔了。 驅(qū)動(dòng)IC實(shí)質(zhì)上都為光耦合器件，具有優(yōu)良的電氣隔離特性。輸入側(cè)內(nèi)部電路為一只發(fā)光二極管，有明顯的正、反向電阻特性。用指針式萬用表R X1K檔測量，2、 3腳正向電阻約為100PK左右，反向電阻無窮大；用RX10K檔測量，正向電阻約為25K左右，反向電阻也為無窮大。當(dāng)然2、 3腳與輸出側(cè)各引腳電阻，都是無窮大的。5、 6腳和5、 8腳之間， 均有鮮明的正、反向電阻，當(dāng)5腳搭接紅表筆時(shí)，有10-30K的電阻值，5腳接黑表筆時(shí)， 電阻值接近于無窮大。因選材、工藝和封裝型式的不同和測量儀表的選型不同，得出的測量數(shù)值會(huì)有一定的差異。了TLP250的輸出電路采用互補(bǔ)式電壓跟隨器輸出電路，V1、 V2均為雙極型晶體管。而HCPL3120的輸出電路V2采用了CMOS晶體管，兩種芯片的輸出側(cè)電阻值有所差異。在上電檢測中，從驅(qū)動(dòng)冚的電路結(jié)構(gòu)中可得出如下結(jié)論：當(dāng)2、 3腳輸入電流通路接通時(shí)，了TLP250內(nèi)部V2導(dǎo)通，6、 7腳則與8腳電壓相近或相等；當(dāng)2、 3腳輸入電流為零時(shí)，了1？250內(nèi)部V2導(dǎo)通，6、 7腳則與5腳電位相近或相等。這即是對了TLP250好壞進(jìn)行判斷的依據(jù)。TLP250在線測量:因機(jī)型不同，外圍電路的數(shù)值不盡相同，所以測量得出的在線電阻值的參考意義不大。在供電狀態(tài)下，可方便測出了TLP250的好壞情況。驅(qū)動(dòng)電路的帶電檢測，必須在單獨(dú)檢修驅(qū)動(dòng)電路的情況下或已將逆變功率電路的供電切除的情況下進(jìn)行！嚴(yán)禁在整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，直接下筆測量驅(qū)動(dòng)電路一由表筆引人的干擾信號會(huì)誤觸發(fā)IGBT，造成嚴(yán)重?fù)p壞！在驅(qū)動(dòng)電路供電正常的情況下和CPU主板能輸出正常六路驅(qū)動(dòng)脈沖的情況下，可以在線檢測驅(qū)動(dòng)冗的工作狀態(tài)。在變頻器的控制電路處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，測量2、 3腳電壓應(yīng)為0V，測量5、 6腳電壓應(yīng)為0V。操作變頻器的操作顯示面板，使之處于起動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，測量2、 3腳應(yīng)有0.6V左右的正向電壓值，此時(shí)測量5、 6腳之間應(yīng)有2 4V左右的電壓輸出。說明TLP250是好的。2、 3腳輸人電壓有變化，但輸出腳無電壓變化，或輸出腳一直保持一個(gè)固定不變的高電平或低電平，說明了TLP250損壞。 當(dāng)然，也可用外加電源串聯(lián)限流電阻提供了TLP250的輸入電流，檢測輸出腳的電壓變化，來檢測判斷TLP250的好壞。上述檢測方法同樣適用于HCNW3120等的檢測。2.PC923、PC929驅(qū)動(dòng)IC兩片驅(qū)動(dòng)IC經(jīng)常成對出現(xiàn)，成為驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)經(jīng)典組合模式。PC923用于上三臂(見圖4-1中的V1、V3、V5)IGBT的驅(qū)動(dòng)，PC929則用于驅(qū)動(dòng)下三臂（見圖4-1中的V2 、V4、V6）IGBT，并同時(shí)承擔(dān)對IGBT導(dǎo)通管壓降的檢測，對實(shí)施過電流保護(hù)和輸出OC報(bào)警信號的任務(wù)。PC929與普通驅(qū)動(dòng)IC的不同，它內(nèi)部含有IGBT保護(hù)電路和OC信號輸出電路，將驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功能集成于一體。PC923和PC929與后置放大器構(gòu)成的U相驅(qū)動(dòng)電路如圖4-5所示。 PC923的相關(guān)參數(shù)：輸人IF電流值為5 -20mA，電源電壓為15-35V，輸出峰值電流為0.4A，隔離電壓為5000V，開通/關(guān)斷時(shí)間為0.5us。可直接驅(qū)動(dòng)50A 1200V以下的小功率IGBT模塊。PC923的電路結(jié)構(gòu)同了TLP250等相近，但輸出引腳不太一樣。5、 8腳之間可接人限流電阻，限制輸出電流以保護(hù)內(nèi)部VT1、VT2晶體管。常規(guī)應(yīng)用， 是將5、 8腳直接短接，接人供電電源的正極。如果將輸出側(cè)引線改動(dòng)一下，也可以與TLP520、A3120等互為代換。其上電檢測方法也同于孔TLP250，在此不予贅述。 PC929的相關(guān)參數(shù)與PC923相接近，在電路結(jié)構(gòu)上要復(fù)雜一些。1、 2腳為內(nèi)部發(fā)光二極管陰極，3腳為發(fā)光二極管陽極，1、 3腳構(gòu)成了信號輸人端。4、 5、 6、 7腳為空端子。輸入信號經(jīng)內(nèi)部光電耦合器、放大器隔離處理后經(jīng)接口電路輸入到推挽式輸出電路。10、 14 腳為輸出側(cè)供電負(fù)端，13腳為輸出側(cè)供電正端，12腳為輸出級供電端，一般應(yīng)用中將13、12腳短接。11腳為驅(qū)動(dòng)信號輸出端，經(jīng)柵極電阻接IGBT或后置功率放大電路。PC929的9 腳為IGBT管壓降信號檢測腳，9、 10腳經(jīng)外電路并聯(lián)于IGBT的C、E極上。IGBT在額定電流下的正常管壓降僅為3V左右。異常管壓降的產(chǎn)生表征了IBGT運(yùn)行在危險(xiǎn)的過電流狀態(tài)下。PC929的8腳為IGBT的OC過載、過電流、短路）信號輸出腳，由外接光耦合器將故障信號返回CPU。 PC929內(nèi)部IGBT保護(hù)電路的動(dòng)作過程：在正常狀態(tài)下，變頻器無論處于待機(jī)或運(yùn)行狀態(tài)，2、 3腳輸人脈沖信號電流，11腳相繼產(chǎn)生15V和-7.5V的輸出驅(qū)動(dòng)電壓信號。此時(shí)PC929的8 (FS)腳一直為高電平狀態(tài)；當(dāng)所驅(qū)動(dòng)的IGBT流過異常電流時(shí)（如2倍以上額定電流，IGBT的導(dǎo)通管壓降迅速上升，使9腳電壓到達(dá)故障報(bào)警閾值(7V) 、PC929內(nèi)部的IGBT保護(hù)電路起控，11腳輸出的正向激勵(lì)電壓降低，使IGBT的導(dǎo)通電流下降，同時(shí)控制8腳內(nèi)部的晶體管VT3導(dǎo)通，輸出一個(gè)低電平的OC故障信號，經(jīng)外接光耦合器送人據(jù)過電流情況實(shí)施保護(hù)停機(jī)等動(dòng)作。 PC923、 PC929輸出側(cè)的各腳電阻值見表4-1 (MF47型指針式萬用表R X 1K檔，紅表筆搭接GND腳）表4-1 在單獨(dú)維修電源義驅(qū)動(dòng)板的上電檢測中，因PC929的9、 10腳與IGBT模塊脫離，一接受運(yùn)行信號，8腳即報(bào)出OC故障信號，11腳輸出脈沖電壓也被內(nèi)部IGBT保護(hù)電路所鉗制， 致使無法測出PC929的工作狀態(tài)。需采取相應(yīng)措施，解除PC929的管壓降檢測功能，強(qiáng)制電路正常工作，達(dá)到方便檢測的目的。 3，智能型驅(qū)動(dòng)10V110V1.-3161 (人3161) 圖4-6和圖4-7分別為A316J的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和原理圖。AJ316的輸出電流值達(dá)2.5A，可直接驅(qū)動(dòng)150A/1200V的IGBT。作為一種專用驅(qū)動(dòng)芯片，其各項(xiàng)功能已接近完善，外圍附屬電路相對簡潔。輸入側(cè)內(nèi)部電路為數(shù)字門電路，阻抗較高，不必取用大的信號源電流。AJ316內(nèi)含欠電壓封鎖輸出電路和IGBT保護(hù)電路，還內(nèi)含輸入脈沖信號和輸出OC信號的兩路光耦合器；具有故障時(shí)封鎖驅(qū)動(dòng)脈沖和故障復(fù)位控制功能，與CPU配合，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)復(fù)位等控制。 如圖4-6所示，A316J內(nèi)部以兩只光耦合器光傳輸通道為分界點(diǎn)，分出丫輸人側(cè)電路和輸出側(cè)電路。1、 2為Vin+、Vin-正/負(fù)信號輸人端，VL1與相關(guān)輸入側(cè)、輸出側(cè)電路構(gòu)成了脈沖信號傳輸電路。輸入信號經(jīng)門電路由發(fā)光管VU (光耦合器）傳輸至輸出側(cè)電路。輸出側(cè)接收到的光信號再經(jīng)受控放大電路，進(jìn)行功率放大后由11腳輸出，驅(qū)動(dòng)IGBT模塊。VL1的陽極和陰極分別由7、 8腳引出，便于外接故障保護(hù)電路，以切斷脈沖信號的傳輸。但常規(guī)應(yīng)用中，一般是將7腳懸空，8腳直接接輸人側(cè)信號電源）地，構(gòu)成了信號直通回路。 內(nèi)部輸出