變頻器硬件電路培訓(xùn)

1、1 李明李明 2010.02一、電路控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介紹二、功率電路設(shè)計(jì)方案MDSPPC整流逆變控制電 流 檢 測(cè)轉(zhuǎn) 速 檢 測(cè)PLC電 壓 檢 測(cè)+ DSP光 藕 隔 離開(kāi) 關(guān) 電 源 變 壓 器 隔 離線性光藕隔離用戶I/O信號(hào)電 壓 檢 測(cè)電 流 檢 測(cè)繼電器隔離數(shù) 字 信 號(hào) 模 擬 信 號(hào) RS485通 訊IGBT驅(qū) 動(dòng)+24V,+5V,+15VLED人 機(jī) 界 面人 機(jī) 接 口開(kāi)關(guān)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(duì)小功率變頻器成本壓力大 數(shù) 字 信 號(hào)人 機(jī) 接 口模 擬 信 號(hào) 電 流 檢 測(cè)開(kāi) 關(guān) 電 源DSP電 壓 檢 測(cè)IGBT驅(qū) 動(dòng) 和 保

2、 護(hù)線性光藕隔離光藕或繼電器隔離+1、單MCU控制2、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、檢測(cè)電路不需要隔離3、在用戶接口處實(shí)現(xiàn)電氣和安規(guī)隔離4、用戶接口簡(jiǎn)單時(shí)可應(yīng)用在變頻器上 開(kāi) 關(guān) 電 源IGBT驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電流檢測(cè)DSP通 訊 光 藕MCULED人機(jī)界面串 行 通 訊模 擬 I/O數(shù) 字 I/O數(shù) 字 信 號(hào) 信 號(hào) 模 擬 信 號(hào) RS485通 訊人 機(jī) 接 口電壓檢測(cè)+1、雙CPU控制（DSP+MCU）2、驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)、保護(hù)電路不需要隔離3、控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（CT/ Siemens/MITSUBISHI）4、特別適用于低成本變頻器設(shè)計(jì)1、輸入保護(hù)電路2、軟啟動(dòng)電路3、輸入缺相檢測(cè)電路4、功率模塊（整流、制動(dòng)、逆變）

3、5、濾波電路（電解電容）6、直流母線電壓檢測(cè)電路7、輸出電流檢測(cè)保護(hù)電路8、IGBT驅(qū)動(dòng)電路9、開(kāi)關(guān)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(shí)對(duì)整流橋沖擊實(shí)現(xiàn)形式：1）取消；2）NTC電阻；3） NTC電阻和繼電器并聯(lián)；4）線繞電阻和繼電器并聯(lián)；5）線繞電阻和接觸器并聯(lián)；6）線繞電阻和SCR并聯(lián)；7）半控整流軟啟動(dòng)電路+C?L1L2L3l實(shí)現(xiàn)方案1VCC DSPL1L2L3l實(shí)現(xiàn)方案2（雙CPU控制） VDCDC BUS+

4、DC 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(yīng)商:Eupec/ Infineon /Tyco/Mitsubishi /Fuji主要參數(shù)： IC （注意TH 、TC、 TJ區(qū)別） VCE（sat) （注意隨溫度變化） VGE（th) （注意驅(qū)動(dòng)關(guān)斷電壓波形） IC（SC）/ ts

5、 （注意限制條件及實(shí)際測(cè)試時(shí)間） tr tf（注意驅(qū)動(dòng)電阻條件） CIN/QG（注意驅(qū)動(dòng)功率設(shè)計(jì)） FWD參數(shù)（EMC）制動(dòng)部分1、制動(dòng)電阻選取2、制動(dòng)IGBT保護(hù)3、制動(dòng)電阻續(xù)流電解電容1）容量估算經(jīng)驗(yàn)估算：0.3IN(mF)單相 ；0.06IN(mF)三相2）壽命計(jì)算3）溫度測(cè)試4）紋波電流測(cè)試5）串聯(lián)均壓設(shè)計(jì)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(duì)雙CPU控制） DC BUS-DC BUS+DSP

6、R 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(hù)1、VCE保護(hù)2、母線保護(hù)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脈沖變壓器光耦光纖適用功率模塊電壓等級(jí)1700V1700V1700V傳輸方向雙向單向單向/雙向占空比限制有無(wú)無(wú)耦合電容5-20PF1-5PF1PFdV/dt75kV/uS15kV/uS100kV/uS驅(qū)動(dòng)要求 中低高成本中低高1）電路方案選擇隔離驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路（電平轉(zhuǎn)換）a、驅(qū)動(dòng)芯片IR-IR21064S（SIEMENS MM420

8、220V-0.75KW）IR-IR2117S （CT SE1 220V-0.4KW上橋驅(qū)動(dòng)）ON-MC33152 （CT SE1 220V-0.4KW下橋驅(qū)動(dòng)） TELCOM -TC4427 （CT SE2 380V-4KW下橋驅(qū)動(dòng)）ST-L6385D （EUPEC EASYPIM DRIVER ）b、分立元件2）驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生 獨(dú)立隔離4/6組電源/自舉電源/電源幅值/極性考慮等3）驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電阻/限幅/干擾抑制/密勒效應(yīng)嵌位等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單端反激（Flyback），其特點(diǎn)最適合應(yīng)用在變頻器輔助電源設(shè)計(jì)。RCLKQSVREFVFBVCOMPVERRORVSENSE+-+-R3T1+C1 R1

9、R2l輸出短路保護(hù)DC_BUS+DC_BUS-R2 U4UC2844VREF8RTCT4VFB2COM1GND5CURRIN3OUT6VCC7D3 12R1C1T?13425687l誤差放大補(bǔ)償設(shè)計(jì)+5VR1R2R3C1U1UC3844VFB2COMP1GND5VCC618R3C1R1R2C2R4G1(S)G2(S)G3(S)H(S)VFBVOUTVREFIOUTVERROR+_3)(2RnVISGERROROUT1)()1 ()( 311)()(SCESRRSESRCRIVSGLLSOUTSOUT212)(RRRSH)1 ()( 12414SCRRRVVSGFBERRORG1(S)：誤差放大補(bǔ)償電路G2(S)：PWM控制電路G3(S)：輸出濾波器H(S)：