变频器硬件电路培训

1、1 李明李明 2010.02一、电路控制拓扑结构介绍二、功率电路设计方案MDSPPC整流逆变控制电 流 检 测转 速 检 测PLC电 压 检 测+ DSP光 藕 隔 离开 关 电 源 变 压 器 隔 离线性光藕隔离用户I/O信号电 压 检 测电 流 检 测继电器隔离数 字 信 号 模 拟 信 号 RS485通 讯IGBT驱 动+24V,+5V,+15VLED人 机 界 面人 机 接 口开关光藕或+-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 数 字 信 号人 机 接 口模 拟 信 号 电 流 检 测开 关 电 源DSP电 压 检 测IGBT驱 动 和 保

2、 护线性光藕隔离光藕或继电器隔离+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 开 关 电 源IGBT驱动和保护电流检测DSP通 讯 光 藕MCULED人机界面串 行 通 讯模 拟 I/O数 字 I/O数 字 信 号 信 号 模 拟 信 号 RS485通 讯人 机 接 口电压检测+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）

3、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、开关电源电路压敏电阻（抑制电源浪涌）和高频电容（抑制尖峰毛刺）组成RV1RV2RV3C1 C2 C3 RV4RV5RV6L1L2L3PERV1C1 LK1L3L2PEL1LK1RV1C1 L1L2L3PE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+C?L1L2L3l实现方案1VCC DSPL1L2L3l实现方案2（双CPU控制） VDCDC BUS+

4、DC BUS-R465R466R399C350R467整流部分： Semikron/ IxysFRMSIFAVIFAVFRMSII2)180()180()120(9 . 032FAVFAVFAVIIIdRMSIdAVIINRMSFRMSdRMSIII2单相输入INRMSFRMSdRMSIII5 . 13三相输入INRMSI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

5、 （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）制动部分1、制动电阻选取2、制动IGBT保护3、制动电阻续流电解电容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DCDCOdUdTUPC理论估算：方案1 DC BUS+DC BUS-线 性 隔 离 放 大DSP DC BUS+DC BUS-DSP+-+-方案2 DC BUS+DC BUS-PWMControllerVDC GND方案3方案4（对双CPU控制） DC BUS-DC BUS+DSP

6、R 465R 4671、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+-U

7、7BTL08256784R7810K-1/10WD245.1VC83100p/200VD50MMBD7000LT1213IW 1C920.1uF/50VC900.1uF/50VC930.1uF/50V脉冲变压器光耦光纤适用功率模块电压等级1700V1700V1700V传输方向双向单向单向/双向占空比限制有无无耦合电容5-20PF1-5PF1PFdV/dt75kV/uS15kV/uS100kV/uS驱动要求 中低高成本中低高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

8、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。RCLKQSVREFVFBVCOMPVERRORVSENSE+-+-R3T1+C1 R1

9、R2l输出短路保护DC_BUS+DC_BUS-R2 U4UC2844VREF8RTCT4VFB2COM1GND5CURRIN3OUT6VCC7D3 12R1C1T?13425687l误差放大补偿设计+5VR1R2R3C1U1UC3844VFB2COMP1GND5VCC618R3C1R1R2C2R4G1(S)G2(S)G3(S)H(S)VFBVOUTVREFIOUTVERROR+_3)(2RnVISGERROROUT1)()1 ()( 311)()(SCESRRSESRCRIVSGLLSOUTSOUT212)(RRRSH)1 ()( 12414SCRRRVVSGFBERRORG1(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)：