变频器硬件电路培训.ppt

变频器功率电路培训,主要内容,一、电路控制拓扑结构介绍,二、功率电路设计方案,一、变频器控制结构原理框图,1、变频器控制拓扑结构1框图,控制拓扑结构1特点,1、单DSP控制 2、各种隔离要求高（电路和安规两方面） 3、对小功率变频器成本压力大,2、变频器控制拓扑结构2框图,控制拓扑结构2特点,1、单MCU控制 2、驱动、保护、检测电路不需要隔离 3、在用户接口处实现电气和安规隔离 4、用户接口简单时可应用在变频器上,3、变频器控制拓扑结构3框图,控制拓扑结构3特点,1、双CPU控制（DSP+MCU） 2、驱动、检测、保护电路不需要隔离 3、控制拓扑结构（CT/ Siemens/MITSUBISHI） 4、特别适用于低成本变频器设计,二、功率电路设计方案,1、输入保护电路 2、软启动电路 3、输入缺相检测电路 4、功率模块（整流、制动、逆变） 5、滤波电路（电解电容） 6、直流母线电压检测电路 7、输出电流检测保护电路 8、IGBT驱动电路 9、开关电源电路,1、输入保护电路,压敏电阻（抑制电源浪涌）和高频电容（抑制尖峰毛刺）组成,输入保护电路简化形式,2、软启动电路,作用：减小上电时对整流桥冲击 实现形式：1）取消；2）NTC电阻；3） NTC电阻和继电器并联；4）线绕电阻和继电器并联；5）线绕电阻和接触器并联；6）线绕电阻和SCR并联；7）半控整流,软启动电路（续）,3、输入缺相检测电路,实现方案1,输入缺相检测电路（续）,实现方案2（双CPU控制）,4、功率模块,整流部分： Semikron/ Ixys,单相输入,三相输入,功率模块（续1）,逆变部分： 类型：IPM PIM IGBT 供应商:Eupec/ Infineon /Tyco/Mitsubishi /Fuji 主要参数： IC （注意TH 、TC、 TJ区别） VCE（sat) （注意随温度变化） VGE（th) （注意驱动关断电压波形） IC（SC）/ ts （注意限制条件及实际测试时间） tr tf（注意驱动电阻条件） CIN/QG（注意驱动功率设计） FWD参数（EMC）,功率模块（续2）,制动部分 1、制动电阻选取 2、制动IGBT保护 3、制动电阻续流,5、滤波电路,电解电容 1）容量估算 经验估算：0.3IN(mF)单相 ；0.06IN(mF)三相 2）寿命计算 3）温度测试 4）纹波电流测试 5）串联均压设计,6、直流母线电压检测电路,方案1,直流母线电压检测电路（续1）,方案2,直流母线电压检测电路（续2）,方案3,直流母线电压检测电路（续3）,方案4（对双CPU控制）,7、输出电流检测保护电路,1、霍尔传感器 2、A7800/7840系列隔离放大器 3、分流器 IGBT直通保护 1、VCE保护 2、母线保护,A7800/7840系列电流检测方案,8、IGBT驱动电路,1）电路方案选择隔离驱动电路 光藕或光藕加推挽放大电路 脉冲变压器 光纤,IGBT驱动电路（续1）,电路方案选择不隔离驱动电路（电平转换） a、驱动芯片 IR-IR21064S（SIEMENS MM420 220V-0.75KW） IR-IR2117S （CT SE1 220V-0.4KW上桥驱动） ON-MC33152 （CT SE1 220V-0.4KW下桥驱动） TELCOM -TC4427 （CT SE2 380V-4KW下桥驱动） ST-L6385D （EUPEC EASYPIM DRIVER ） b、分立元件,IGBT驱动电路（续2）,2）驱动电源产生 独立隔离4/6组电源/自举电源/电源幅值/极性考虑等 3）驱动电路设计 驱动电阻/限幅/干扰抑制/密勒效应嵌位等,9、开关电源电路,拓扑结构 单端反激（Flyback），其特点最适合应用在变频器辅助电源设计。,开关电源电路设计点1,输出短路保护,开关电源电路设计点2,误差放大补偿设计,WHY误差放大补偿设计,G1(S)：误差放大补偿电路 G2(S)：PWM控制电路 G3(S)：输出滤波器 H(S)：反馈电路,三、产品硬件设计存在问题,1、硬件设计思路 技术复用与创新 技术细节与质量 物料成本与客户需求,2、硬件设计要求 系统设计能力要求： 工装/工艺/安规/EMC/防护/结