變頻器硬件電路培訓

1、 李明李明 2010.02一、電路控制拓撲結構介紹二、功率電路設計方案MDSPPC整流逆變控制電 流 檢 測轉 速 檢 測PLC電 壓 檢 測+ DSP光 藕 隔 離開 關 電 源 變 壓 器 隔 離線性光藕隔離用戶I/O信號電 壓 檢 測電 流 檢 測繼電器隔離數 字 信 號 模 擬 信 號 RS485通 訊IGBT驅 動+24V,+5V,+15VLED人 機 界 面人 機 接 口開關光藕或+-1、單DSP控制2、各種隔離要求高（電路和安規(guī)兩方面）3、對小功率變頻器成本壓力大 數 字 信 號人 機 接 口模 擬 信 號 電 流 檢 測開 關 電 源DSP電 壓 檢 測IGBT驅 動 和 保

2、護線性光藕隔離光藕或繼電器隔離+1、單MCU控制2、驅動、保護、檢測電路不需要隔離3、在用戶接口處實現電氣和安規(guī)隔離4、用戶接口簡單時可應用在變頻器上 開 關 電 源IGBT驅動和保護電流檢測DSP通 訊 光 藕MCULED人機界面串 行 通 訊模 擬 I/O數 字 I/O數 字 信 號 信 號 模 擬 信 號 RS485通 訊人 機 接 口電壓檢測+1、雙CPU控制（DSP+MCU）2、驅動、檢測、保護電路不需要隔離3、控制拓撲結構（CT/ Siemens/MITSUBISHI）4、特別適用于低成本變頻器設計1、輸入保護電路2、軟啟動電路3、輸入缺相檢測電路4、功率模塊（整流、制動、逆變）5

3、、濾波電路（電解電容）6、直流母線電壓檢測電路7、輸出電流檢測保護電路8、IGBT驅動電路9、開關電源電路壓敏電阻（抑制電源浪涌）和高頻電容（抑制尖峰毛刺）組成RV1RV2RV3C1 C2 C3 RV4RV5RV6L1L2L3PERV1C1 LK1L3L2PEL1LK1RV1C1 L1L2L3PE作用：減小上電時對整流橋沖擊實現形式：1）取消；2）NTC電阻；3） NTC電阻和繼電器并聯；4）線繞電阻和繼電器并聯；5）線繞電阻和接觸器并聯；6）線繞電阻和SCR并聯；7）半控整流軟啟動電路+C?L1L2L3l實現方案1VCC DSPL1L2L3l實現方案2（雙CPU控制） VDCDC BUS+D

4、C BUS-R465R466R399C350R467整流部分： Semikron/ IxysFRMSIFAVIFAVFRMSII2)180()180()120(9 . 032FAVFAVFAVIIIdRMSIdAVIINRMSFRMSdRMSIII2單相輸入INRMSFRMSdRMSIII5 . 13三相輸入INRMSI逆變部分：類型：IPM PIM IGBT供應商:Eupec/ Infineon /Tyco/Mitsubishi /Fuji主要參數： IC （注意TH 、TC、 TJ區(qū)別） VCE（sat) （注意隨溫度變化） VGE（th) （注意驅動關斷電壓波形） IC（SC）/ ts

5、（注意限制條件及實際測試時間） tr tf（注意驅動電阻條件） CIN/QG（注意驅動功率設計） FWD參數（EMC）制動部分1、制動電阻選取2、制動IGBT保護3、制動電阻續(xù)流電解電容1）容量估算經驗估算：0.3IN(mF)單相 ；0.06IN(mF)三相2）壽命計算3）溫度測試4）紋波電流測試5）串聯均壓設計DCDCOdUdTUPC理論估算：方案1 DC BUS+DC BUS-線 性 隔 離 放 大DSP DC BUS+DC BUS-DSP+-+-方案2 DC BUS+DC BUS-PWMControllerVDC GND方案3方案4（對雙CPU控制） DC BUS-DC BUS+DSPR

6、 465R 4671、霍爾傳感器2、A7800/7840系列隔離放大器3、分流器IGBT直通保護1、VCE保護2、母線保護W1WIW+5VGND5+15V-15V+V3+V3GND5+15VGND5+5VGND5C40.1uF/100VR7510K-1/10WC651uF/50VC141uF/50VR4068-1/10WC40330p/100VR121K-1/4W-1210C641uF/50VC100.01U/50VU2HCPL7840VDD11VIN+2VIN-3GND14GND25VOUT-6VOUT+7VDD28R532K-1/10WC22330p/100VR542K-1/10W+-U7

7、BTL08256784R7810K-1/10WD245.1VC83100p/200VD50MMBD7000LT1213IW 1C920.1uF/50VC900.1uF/50VC930.1uF/50V脈沖變壓器光耦光纖適用功率模塊電壓等級1700V1700V1700V傳輸方向雙向單向單向/雙向占空比限制有無無耦合電容5-20PF1-5PF1PFdV/dt75kV/uS15kV/uS100kV/uS驅動要求 中低高成本中低高1）電路方案選擇隔離驅動電路 光藕或光藕加推挽放大電路 脈沖變壓器 光纖電路方案選擇不隔離驅動電路（電平轉換）a、驅動芯片IR-IR21064S（SIEMENS MM420 2

8、20V-0.75KW）IR-IR2117S （CT SE1 220V-0.4KW上橋驅動）ON-MC33152 （CT SE1 220V-0.4KW下橋驅動） TELCOM -TC4427 （CT SE2 380V-4KW下橋驅動）ST-L6385D （EUPEC EASYPIM DRIVER ）b、分立元件2）驅動電源產生 獨立隔離4/6組電源/自舉電源/電源幅值/極性考慮等3）驅動電路設計驅動電阻/限幅/干擾抑制/密勒效應嵌位等拓撲結構單端反激（Flyback），其特點最適合應用在變頻器輔助電源設計。RCLKQSVREFVFBVCOMPVERRORVSENSE+-+-R3T1+C1 R1R

9、2l輸出短路保護DC_BUS+DC_BUS-R2 U4UC2844VREF8RTCT4VFB2COM1GND5CURRIN3OUT6VCC7D3 12R1C1T?13425687l誤差放大補償設計+5VR1R2R3C1U1UC3844VFB2COMP1GND5VCC618R3C1R1R2C2R4G1(S)G2(S)G3(S)H(S)VFBVOUTVREFIOUTVERROR+_3)(2RnVISGERROROUT1)()1 ()( 311)()(SCESRRSESRCRIVSGLLSOUTSOUT212)(RRRSH)1 ()( 12414SCRRRVVSGFBERRORG1(S)：誤差放大補償電路G2(S)：PWM控制電路G3(S)：輸出濾波器H(S)：