1、变频器维修之驱动 IC的分类和脱离主回路试机的一些办法(2011/03/22 12:13)一、各类驱动 IC的区别：变频器驱动电路的核心元器件是驱动 IC，常用型号有TLP250、A3120、PC923、PC929、A316J 等。驱动 IC实质上是光耦器件的一种，采用光耦器件的目的，一是实现对耦输入、输出侧不同供电回路的隔离，二是输出侧有一定的功率驱动能力，是兼有电气隔离和功率放大两种作用的。普通四线端光耦器件，如 PC817等，内部电路由一只输入发光二极管与输出光敏三极管构成，在输入侧有了输入电流（典型应用值 510mA）通路后，输出侧三极管产生被激发光电子而导通。主要有开关量信号的传输，
2、如变频器的数字信号控制端子，多采用此类光电耦合器。作为驱动 IC 的光耦器件，在结构上比 PC817 稍微复杂一些，输出级多由射极输出到补放大器构成，如 TLP250、A3120、PC923 等，输出级由 V1、V2 两级射极互补电路组成。V1 导通将 VCC 正供电电压经输出 6、7 脚加到 IGBT 的栅射结上，提供 IGBT 开通的驱动电流。如果把 IGBT 的栅射结看作是一只电容的话，则 V1 导通提供了 IGBT 栅射结电容的充电电流，令其开通；而 V2 的导通，则将输出 6、7 脚拉为 GND 地电平或负供电电压，提供所驱动 IGBT 栅射结电容的电荷泄放通道，令其快速截止。工作中
3、 V1、V2 两管交替导通，实施对 IGBT 的开通与截止控制。需要说明的是，对此驱动电路的供电往往采用+15V、 -7.5V 的正负双电源，以增强其控制能力。作为驱动 IC的光耦器件，在结构上比 PC817稍微复杂一些，输出级多由射极输出到补放大器构成，如 TLP250、A3120、PC923 等，输出级由 V1、V2 两级射极互补电路组成。V1 导通将 VCC正供电电压经输出 6、7 脚加到 IGBT的栅射结上，提供 IGBT开通的驱动电流。如果把 IGBT的栅射结看作是一只电容的话，则 V1导通提供了 IGBT栅射结电容的充电电流，令其开通；而 V2的导通，则将输出6、7 脚拉为 GND
4、地电平或负供电电压，提供所驱动 IGBT栅射结电容的电荷泄放通道，令其快速截止。工作中 V1、V2 两管交替导通，实施对 IGBT的开通与截止控制。需要说明的是，对此驱动电路的供电往往采用+15V、-7.5V 的正负双电源，以增强其控制能力。PC929则在 TLP250、A3120、PC923 等的电路结构基础上，又添加了 IGBT保护电路，又称为 IGBT导通管压降检测电路，主要承担对 IGBT的过流、短路的快速保护。大家知道，在变频器 U、V、W 输出回路中，已经串接了两只或三只电流互感器（由霍尔元件采集电流信号并经放大电路所处理），其输出信号经后级电路分别处理成模拟和开关量信号，送入 C
5、PU，进行电流显示、输出控制、启动和运行过程的自动调速限流控制和过载保护等。但电流互感器电路往往具有较大的时间常数，不能对 IGBT实施 s 级快速保护，事实上，对 IGBT实施过载和短路保护，在一定程度上，是依赖于 PC929、A316J 等驱动 IC的。因为 IGBT 导通时管压降切实反映了 IGBT 的工作状态，利用 IGBT 的导能管压降信号，实施对 IGBT 的过电流检测，即能有效实施对 IGBT 的快速过流保护。 IGBT 管子是双级型器件和场效应器件的有机结合，集电极与发射极构成输出电流通路，具有一定的导通内阻。当 IGBT 工作于额定电流以内时，正常的导通管压降应该小于 3V，
6、当过流近于 2 倍时，则过载电流在其导通内阻上形成较大压降，使管压降上升为 7V 左右。由于电子器件的过载能力较差，允许过载时间较短，保护动作愈快愈好。检测 IGBT 的导通管压降信号对 IGBT进行截止和保护控制，便成为最有效的，也是在变频器驱动电路中最为广泛采用的一种手段。与 PC923相比，PC929（上图）多出了 IGBT保护电路，9 脚与外接元件一起，并接于所驱动 IGBT的 C、E 极上，检测 IGBT的导通管压降信号，在 IGBT因过流导致管压降信号上升为 7V以上时，其 8脚内部三极管 V3导通，将 OC、SC 信号因外接光耦隔离，送入 CPU。变频器报出 OC信号，并停机保护
7、。可 PC929的电路结构可以看出，OC 报警电路的 V3与输出侧电路是有直接电气联系的，是强电侧，须经光耦隔离才能将 OC信号送入 CPU。假设将传送 OC信号的光耦也集成于驱动 IC内部，则驱动 IC的 OC信号输出脚，便可以直接与CPU引脚相联系了。那么驱动 IC中的 A316J便能完成这一任务了。A316的内部电路结构见下图。由 CPU来的 PWM脉冲信号经 1、2 脚输入，经内部光电耦合器 LED1隔离、接口电路和功率输出电路，由 11脚输出，驱动IGBT；14、16 脚外接元件与内部电路构成 IGBT管压降检测电路，IGBT 保护电路动作时，LED2 光电耦合器将 OC信号传送到输
8、入侧，由 6脚输出，送入 CPU。比较其它驱动 IC，A316J 还有以下两个特点：1、输入侧不是发光二极管，而是数字门电路，不必从信号源吸取较大原驱动电路，输入阻抗较高，易于和 CPU引脚直接连接，而省去中间驱动电路环节；2、在 OC信号故障动作后，有故障锁定功能封锁了脉冲信号的传输。直到从 5脚输入一个低电平的复位信号后，才能解除故障锁定状态，开通脉冲传输通路。因而 A316J也具有故障复位功能。从这个意义上讲，A316 算地一个集成驱动 IC了，控制功能最为完善。二、试机脱离主回路出现 OC故障报警的解除方法 在维修中，我们经常需要将驱动电路与主电路脱离，进行单独检修，这时候驱动电路的
9、OC故障报警功能会给我们带来一点小麻烦。将驱动板单独上电时，操作面板往往会报出 OC故障，使我们无法检测驱动电路是否正常。需要采取相应措施，解除掉驱动电路的 OC故障报警功能，以利于检查驱动电路能否正常地传输六路驱动脉冲。在驱动电路中，PC923、PC929 常常配对出现，由 PC929承担对下三臂 IGBT导通管压降检测的任务，并在故障发生时，向 CPU报出 OC信号。当驱动板与主电路 IGBT脱离后，相当于 IGBT开路了呀，一送入启动信号，PC929 便向 CPU送出 OC信号。将脉冲触发端子的 E1E6全数短接起来（下图虚线），人为造成逆变电路下三臂 IGBT“正常开通”的假相，PC9
10、29 不再向 CPU返回 OC信号，CPU 因而输出六路脉冲信号至六片驱动 IC，这样就可以检查驱动电路是否正常了。而采用 A316J驱动 IC的，也可能检测上三臂 IGBT的导通管压降，报出 OC信号。见下图：将触发端子 P、E1 短接起来，人为造成 IGBT的开通“条件”，便解除了A316J的 OC故障检测和报警功能。A316J 下三臂 IGBT 的驱动电路，解除 OC 报警功能的方法同上。见下图：U相下臂 IGBT的驱动电路，可短接触发端子的 U、E2，从而解除 IGBT管压降检测和 OC信号报警功能。有以下两点需要注意：1、对于单独检测下三臂或下三臂 IGBT管压降的，可分别将上三臂或
11、下三臂触发端子短接，解除 OC报警功能。对于六只 IGBT管压降都有检测的，只能短接上三臂 IGBT的触发端子，而解除下三臂的 OC报警，只有用细针挑开 A316的 6脚来解除；检查完上三臂驱动电路无问题，拆掉短路线后，再挑开上三臂驱动IC的 6脚，短接下三臂驱动电路的触发端子，检查下三臂驱动电路是否正常；2、触发端子为两脚的，只有 G2、E2 的，应从 A314J 的 14 外围电路，查找到 D61 二极管的负极，将其与 E2 短接，解除 OC 报警功能。变频器维修的大部分内容是对驱动电路的维修，对驱动电路检修完毕后，对逆变电路的上电试机一定要慎重！应采用串接灯泡、2A 保险丝、直流低压等措施，确定逆变电路无故障后，再恢复 530V 直流供电。
