變頻器驅(qū)動電路詳解
出處:電子發(fā)燒友網(wǎng) 發(fā)布于:2018-08-04 13:55:08
驅(qū)動電路(Drive Circuit),位于主電路和控制電路之間,用來對控制電路的信號進(jìn)行放大的中間電路(即放大控制電路的信號使其能夠驅(qū)動功率晶體管),稱為驅(qū)動電路。
驅(qū)動電路

控制電路輸出的6路脈沖信號進(jìn)入驅(qū)動電路(紅色標(biāo)記處),經(jīng)過光耦的隔離和功率放大后,驅(qū)動IGBT,從而達(dá)到我們的控制開關(guān)效果,將直流逆變成我們們需要的三相交流電壓
常見的三種變頻器驅(qū)動電路分析
(1) HCPL- 316J芯片介紹。HCPL - 316J是一種光電耦合驅(qū)動器,它與A316J功能完全相同,可以互換。HCPL - 316J內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能
HCPL - 316J的輸出電流可達(dá)2A,可直接驅(qū)動IGBT,它內(nèi)部電路由光電耦合器分成輸入電路和輸出電路兩部分,它采用輸入阻抗很高的數(shù)字電路作信號輸入端,無需較大的輸入信號電流;HCPL - 316J內(nèi)部具有欠壓封鎖和IGBT保護(hù)電路,當(dāng)芯片輸出電路的供電電壓低于12V時(shí),欠壓保護(hù)電路動作,12、11腳之間的內(nèi)部三極管截止,11腳停止從11腳輸出幅度不足的驅(qū)動信號,另外,當(dāng)IGBT出現(xiàn)過流時(shí),芯片外圍的過流檢測電路使14腳電壓升高,內(nèi)部保護(hù)電路動作,一方面讓MOS管導(dǎo)通,停止從11腳輸出驅(qū)動信號外,另一方面輸出一路信號經(jīng)放大和光電耦合器后送到故障檢測電路(FAULT),該電路除了封鎖輸入電路外,還會從6腳輸出一個低電平去CPU或相關(guān)電路,告之IGBT出現(xiàn)過流故障,要解除輸入封鎖,須給5腳輸入一個低電平復(fù)位信號。
(2)由HCPL - 316J構(gòu)成的驅(qū)動電路分析。圖5-19是由HCPL - 316J構(gòu)成的U相驅(qū)動電路,用來驅(qū)動U相上、下臂IGBT,該電路還具有IGBT過流檢測保護(hù)功能
1)驅(qū)動電路工作原理。開關(guān)變壓器TC1二次繞組上的感應(yīng)電動勢經(jīng)整流二極管VD52對電容充得22. 2V電壓,該電壓由R73、VS31分成15V和7.2V,以R73、VS31連接點(diǎn)為0V,則R73上端電壓為+15V,VS31下端電壓為-7. 2V,+15V送到U31 (A316J)的13、12腳作為輸出電路的電源和正電壓,-7.2V電壓送到U31的9、10腳作為輸出電路的負(fù)壓。在變頻器正常工作時(shí),CPU會送U+相脈沖到U31的1腳,當(dāng)脈沖高電平送入時(shí),U31的12、11腳內(nèi)部的達(dá)林頓管(復(fù)合三極管)導(dǎo)通,+15V電壓→U31的12腳→U31內(nèi)部三極管→U31的11腳→R75→上橋臂IGBT的G極,IGBT的E極接VS31的負(fù)極,E極電壓為0V,故上橋臂IGBT因UGE電壓為正電壓而導(dǎo)通;當(dāng)U+脈沖低電平送入U(xiǎn)31的1腳時(shí),U31的11、9腳內(nèi)部的MOS管導(dǎo)通,-7.2V電壓→U31的9腳→內(nèi)部MOS管→U31的11腳→R75→上橋臂IGBT的G極,IGBT的E極接VS31的負(fù)極,E極電壓為0V,故上橋臂的IGBT因UGE電壓為負(fù)電壓而截止。
下橋臂驅(qū)動電路工作原理與上橋臂相同,這里不再敘述。
2)保護(hù)電路。R72、C46、VD61及U31 (A316J)內(nèi)部的IGBT過流檢測及保護(hù)電路等構(gòu)成上橋臂IGBT過流保護(hù)電路。
在上橋臂IGBT正常導(dǎo)通時(shí),C、E極之間的導(dǎo)通壓降一般在3V以下,VD61負(fù)極電壓低,U31的14腳電壓被拉低,U31內(nèi)部的IGBT檢測保護(hù)電路不工作。如果IGBT的C、E極之間出現(xiàn)過流,C、E極之間導(dǎo)通壓降會升高,VD61負(fù)極電壓升高,U31的14腳電壓被抬高,若過流使IGBT導(dǎo)通壓降達(dá)到7V以上,U31的14腳電壓被抬高很多,U31內(nèi)部IGBT檢測保護(hù)電路動作,它一方面控制U31停止從11腳輸出驅(qū)動信號,另一方面讓U31從6腳輸出低電平去CPU,告之IGBT出現(xiàn)過流,同時(shí)切斷U31內(nèi)部輸入電路。過流現(xiàn)象排除后,給U31的5腳輸入一個低電平信號,對內(nèi)部電路進(jìn)行復(fù)位,U31重新開始工作。
R77用于釋放IGBT柵電容上的電荷,提高IGBT通斷轉(zhuǎn)換速度,VS34、VS35用于抑制竄入IGBT柵極的大幅度干擾信號。
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