變頻器用光耦應(yīng)用方案

1、變頻器用光耦標(biāo)簽： 變頻器 光耦類別： 變頻器方案描述光電耦合器由于具有單向傳輸，輸入與輸出完全電氣隔離且具有多種功能的不同型號(hào)，產(chǎn)品豐富，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、脈沖放大、儀器儀表等電路中。變頻器主要由整流，濾波，逆變，控制等部分組，而在這些模塊中，又會(huì)涉及到驅(qū)動(dòng)，檢測(cè)，保護(hù)等電路，因此在這些電路中使用光電耦合器顆大大增加電路的可靠性，降低電路設(shè)計(jì)難度與成本，易于后期維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。下面對(duì)變頻器中可用到的一些光耦做一個(gè)簡(jiǎn)單的說明。方案內(nèi)容1：輸入控制模塊可采用普通晶體管輸出的光耦對(duì)操作模塊與單片機(jī)進(jìn)行隔離，能有效的

2、提高抗干擾與安全性能，晶體管輸出的典型型號(hào)有EL817，EL357N,EL3H7等型號(hào)供選擇。2：IGBT逆變模塊可使用IGBT驅(qū)動(dòng)光耦直接對(duì)IGBT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得電路特別簡(jiǎn)單，可選型號(hào)有HCPL316J,HCPL3120，PC923,PC929,TLP250等。3：檢測(cè)與保護(hù)在變頻器工作過程中，需要實(shí)時(shí)對(duì)電流，電壓，溫度等一系列參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，HCPL-7840，TLP559，6N136，6N137等高速光耦具有極快的轉(zhuǎn)換速度，非常適合電壓電流實(shí)時(shí)檢測(cè)。利用光耦6N137和電阻降壓電路采集逆變器U、V、W三相輸出對(duì)直流環(huán)節(jié)負(fù)極N的電壓信號(hào)，這樣三相信號(hào)都變?yōu)閱螛O性SPWM電壓脈沖，便于與單向光

3、耦匹配。單極性SPWM脈沖電壓經(jīng)小電容濾波后便成為如圖所示的比較平滑的正弦半波信號(hào)，它反映了逆變器交流電壓(半波)的瞬時(shí)值，然后送相應(yīng)的CPU或ASIC處理，根據(jù)需要既可以得到電壓的瞬時(shí)值，也可以計(jì)算出電壓的有效值。既能滿足控制的需要，又可以滿足顯示計(jì)量的需求。例如，日本Sanken公司研究的電壓矢量控制變頻器就是利用這種電路完成對(duì)交流輸出電壓的測(cè)量，控制效果良好。 同時(shí)，在電源缺相和接地故障檢測(cè)以及過熱檢測(cè)電路中也有光耦的應(yīng)用。電源缺相和接地故障檢測(cè)常用的方法是通過套在主回路(輸入或輸出)上的電流互感線圈檢測(cè)三相電流平衡程度來實(shí)現(xiàn)的，其原理圖見上圖。正常時(shí)光耦截止輸出為1。當(dāng)某相電源對(duì)地漏電

4、或缺相時(shí)，由于三相電流不平衡檢測(cè)線圈會(huì)感應(yīng)出電勢(shì)，光耦P512導(dǎo)通，發(fā)出故障信號(hào)。功率稍大的風(fēng)冷式變頻器中的散熱系統(tǒng)一般都是由多個(gè)散熱器組成，并配備軸流風(fēng)機(jī)。每一塊散熱器上各安裝一只熱敏元件，如圖中所示的PTH1PTH3，有些變頻器在主控板上也安裝一只熱敏元件，如圖16中所示的PTH4。四只熱敏元件串聯(lián)后接光耦元件EL817。正常狀態(tài)下，熱敏元件為常閉觸點(diǎn)，光耦導(dǎo)通輸出信號(hào)為0;當(dāng)散熱片過熱時(shí)熱敏元件斷開，光耦截止，輸出信號(hào)為1，該信號(hào)經(jīng)RC濾波后去關(guān)閉IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并通知CPU發(fā)出過熱報(bào)警信號(hào)。在變頻器電路設(shè)計(jì)過程中，合理的利用晶體管輸出光耦(EL817，EL357N)，高速光耦(HCPL-7840，TLP559，6N136，6N137)，IGBT驅(qū)動(dòng)光耦