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变频器IC的区别和OC报警的解除方法

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一、各类驱动IC的区别:
    变频器驱动电路的核心元器件是驱动IC,常用型号有TLP250、A3120、PC923、PC929、A316J等。驱动IC实质上是光耦器件的一种,采用光耦器件的目的,一是实现对耦输入、输出侧不同供电回路的隔离,二是输出侧有一定的功率驱动能力,是兼有电气隔离和功率放大两种作用的。

变频器IC的区别和OC报警的解除方法

变频器IC的区别和OC报警的解除方法
    普通四线端光耦器件,如PC817等,内部电路由一只输入发光二极管与输出光敏三极管构成,在输入侧有了输入电流(典型应用值5—10mA)通路后,输出侧三极管产生被激发光电子而导通。主要有开关量信号的传输,如变频器的数字信号控制端子,多采用此类光电耦合器。
    作为驱动IC的光耦器件,在结构上比PC817稍微复杂一些,输出级多由射极输出到补放大器构成,如TLP250、A3120、PC923等,输出级由V1、V2两级射极互补电路组成。V1导通将VCC正供电电压经输出6、7脚加到IGBT的栅射结上,提供IGBT开通的驱动电流。如果把IGBT的栅射结看作是一只电容的话,则V1导通提供了IGBT栅射结电容的充电电流,令其开通;而V2的导通,则将输出6、7脚拉为GND地电平或负供电电压,提供所驱动IGBT栅射结电容的电荷泄放通道,令其快速截止。工作中V1、V2两管交替导通,实施对IGBT的开通与截止控制。需要说明的是,对此驱动电路的供电往往采用+15V、-7.5V的正负双电源,以增强其控制能力。

变频器IC的区别和OC报警的解除方法

变频器IC的区别和OC报警的解除方法
PC929则在TLP250、A3120、PC923等的电路结构基础上,又添加了IGBT保护电路,又称为IGBT导通管压降检测电路,主要承担对IGBT的过流、短路的快速保护。大家知道,在变频器U、V、W输出回路中,已经串接了两只或三只电流互感器(由霍尔元件采集电流信号并经放大电路所处理),其输出信号经后级电路分别处理成模拟和开关量信号,送入CPU,进行电流显示、输出控制、启动和运行过程的自动调速限流控制和过载保护等。但电流互感器电路往往具有较大的时间常数,不能对IGBT实施μs级快速保护,事实上,对IGBT实施过载和短路保护,在一定程度上,是依赖于PC929、A316J等驱动IC的。
因为IGBT导通时管压降切实反映了IGBT的工作状态,利用IGBT的导能管压降信号,实施对IGBT的过电流检测,即能有效实施对IGBT的快速过流保护。IGBT管子是双级型器件和场效应器件的有机结合,集电极与发射极构成输出电流通路,具有一定的导通内阻。当IGBT工作于额定电流以内时,正常的导通管压降应该小于3V,当过流近于2倍时,则过载电流在其导通内阻上形成较大压降,使管压降上升为7V左右。由于电子器件的过载能力较差,允许过载时间较短,保护动作愈快愈好。检测IGBT的导通管压降信号对IGBT进行截止和保护控制,便成为最有效的,也是在变频器驱动电路中最为广泛采用的一种手段。

变频器IC的区别和OC报警的解除方法

变频器IC的区别和OC报警的解除方法
    与PC923相比,PC929(上图)多出了IGBT保护电路,9脚与外接元件一起,并接于所驱动IGBT的C、E极上,检测IGBT的导通管压降信号,在IGBT因过流导致管压降信号上升为7V以上时,其8脚内部三极管V3导通,将OC、SC信号因外接光耦隔离,送入CPU。变频器报出OC信号,并停机保护。(具体内容请参见《PC923、PC929驱动电路的检修》一文)
    可PC929的电路结构可以看出,OC报警电路的V3与输出侧电路是有直接电气联系的,是强电侧,须经光耦隔离才能将OC信号送入CPU。假设将传送OC信号的光耦也集成于驱动IC内部,则驱动IC的OC信号输出脚,便可以直接与CPU引脚相联系了。那么驱动IC中的A316J便能完成这一任务了。
   A316的内部电路结构见下图。由CPU来的PWM脉冲信号经1、2脚输入,经内部光电耦合器LED1隔离、接口电路和功率输出电路,由11脚输出,驱动IGBT;14、16脚外接元件与内部电路构成IGBT管压降检测电路,IGBT保护电路动作时,LED2光电耦合器将OC信号传送到输入侧,由6脚输出,送入CPU。
    比较其它驱动IC,A316J还有以下两个特点:
    1、输入侧不是发光二极管,而是数字门电路,不必从信号源吸取较大原驱动电路,输入阻抗较高,易于和CPU引脚直接连接,而省去中间驱动电路环节;
    2、在OC信号故障动作后,有故障锁定功能——封锁了脉冲信号的传输。直到从5脚输入一个低电平的复位信号后,才能解除故障锁定状态,开通脉冲传输通路。因而A316J也具有故障复位功能。
    从这个意义上讲,A316算地一个集成驱动IC了,控制功能最为完善。

变频器IC的区别和OC报警的解除方法

变频器IC的区别和OC报警的解除方法
二、OC故障报警的解除方法
    在维修中,我们经常需要将驱动电路与主电路脱离,进行单独检修,这时候驱动电路的OC故障报警功能会给我们带来一点小麻烦。将驱动板单独上电时,操作面板往往会报出OC故障,使我们无法检测驱动电路是否正常。
    需要采取相应措施,解除掉驱动电路的OC故障报警功能,以利于检查驱动电路能否正常地传输六路驱动脉冲。
    在驱动电路中,PC923、PC929常常配对出现,由PC929承担对下三臂IGBT导通管压降检测的任务,并在故障发生时,向CPU报出OC信号。当驱动板与主电路IGBT脱离后,相当于IGBT开路了呀,一送入启动信号,PC929便向CPU送出OC信号。
    将脉冲触发端子的E1—E6全数短接起来(下图虚线),人为造成逆变电路下三臂IGBT“正常开通”的假相,PC929不再向CPU返回OC信号,CPU因而输出六路脉冲信号至六片驱动IC,这样就可以检查驱动电路是否正常了。

变频器IC的区别和OC报警的解除方法

变频器IC的区别和OC报警的解除方法
    而采用A316J驱动IC的,也可能检测上三臂IGBT的导通管压降,报出OC信号。见下图:

变频器IC的区别和OC报警的解除方法

变频器IC的区别和OC报警的解除方法
    将触发端子P、E1短接起来,人为造成IGBT的开通“条件”,便解除了A316J的OC故障检测和报警功能。
   A316J下三臂IGBT的驱动电路,解除OC报警功能的方法同上。见下图:

变频器IC的区别和OC报警的解除方法

变频器IC的区别和OC报警的解除方法
    U相下臂IGBT的驱动电路,可短接触发端子的U、E2,从而解除IGBT管压降检测和OC信号报警功能。
    有以下两点需要注意:
    1、对于单独检测下三臂或下三臂IGBT管压降的,可分别将上三臂或下三臂触发端子短接,解除OC报警功能。对于六只IGBT管压降都有检测的,只能短接上三臂IGBT的触发端子,而解除下三臂的OC报警,只有用细针挑开A316的6脚来解除;检查完上三臂驱动电路无问题,拆掉短路线后,再挑开上三臂驱动IC的6脚,短接下三臂驱动电路的触发端子,检查下三臂驱动电路是否正常;
    2、触发端子为两脚的,只有G2、E2的,应从A314J的14外围电路,查找到D61二极管的负极,将其与E2短接,解除OC报警功能。
    变频器维修的大部分内容是对驱动电路的维修,对驱动电路检修完毕后,对逆变电路的上电试机一定要慎重!!应采用串接灯泡、2A保险丝、直流低压等措施,确定逆变电路无故障后,再恢复530V直流供电。

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