INTPBGBA0100AZ 110kVA东元变频器驱动及保护电路图说

    INTPBGBA0100AZ 110kVA东元变频器驱动及保护电路图（点击查看大图）

    本例东元变频器的驱动电路，每相上、下臂驱动IC，也为PC923、PC929的经典组合。6支驱动电路，采用了6路互相隔离的电源供电。本文以其中U上臂IGBT的驱动电路为例，作一说明。由开关电源变压器TC2二次绕组来的交流电压，经D15整流后，经C13、C14、R22、ZD1稳压处理，取出一个“零电位点”，并形成+14V和-10V的正负供电电源。PC2电路的内部电路结构和引脚功能，请参阅下面的PC923内部框图及与IGBT的连接电路。

   PC923的1、4脚为空脚，2、3脚为脉冲输入脚，内部为一发光二极管，实际输入电路为一光耦合器。2脚接受控+ 5V供电，由3脚输入CPU来的负向脉冲。输出侧，8脚为Vcc供电脚（内部放大器控制电路的供电），5脚为输出电路驱动对管的供电，应用中常将5、8脚短接，也有的在5、8脚之间串入小阻值电阻，以对Q1、Q2进行输出限流保护。因PC923本身的驱动能力是有限的，驱动大功率IGBT时，需外加功率驱动级，主要提供电流放大，以直接驱动IGBT。在CPU输入PMW脉冲低电平期间，PC923内部晶体管Q1导通，Q1的导通经R21提供了Q3的正向偏流，Q3的导通将正偏压经栅极电阻R27引入到IGBT的栅极，使其承受正偏压而开通；在CPU输入PMW脉冲高电平期间，PC923内部Q2导通，经R21提供了Q4的正向偏流。Q4的导通提供了IGBT反偏截止电压，使管子快速截止。U相上、下臂IGBT的轮番开通与截止（在此期间，V、W相上、下臂IGBT也配合开通与截止），形成了U相的正、负半波的电压输出。

    如果忽略驱动对Q3、Q4的导通压降，可看出IGBT的正激励电压为+14V，截止电压为-10V。因IGBT栅一射极间结电容的存在，对其开通和截止的控制过程，实质上是对IGBT栅一射极间结电容进行充、放电的过程，这个充、放电过程形成了一定的峰值电流，故功率较大的IGBT模块需由功率放大电路来驱动。

    U相下臂IGBT模块的驱动电路，是由PC929等元件构成的。PC929内含模块OC故障检测电路，与外接R35、D21、R220等元件配合，可检测U相下臂IGBT模块导通状态(即检测模块导通期间U、N端子间的电压值，当大于7V时，诊断为模块OC故障），在检测到模块异常时，由8脚内部电路动作，驱动PC4光耦合器，将OC信号送CPU，操作显示面板也同时显示“故障输出短路”等中文提示。注意：11CN端子的2、6端子经模块回路而连接，实与U输出端相连接。

    在逆变模块的负供电支路中串入了FU1速熔型熔断器，在储能电容及模块发生过电流或短路故障时，FU1熔断，对电容和模块起到一定的保护作用。Q7、PC5等元件构成FU1状态检测电路。当FU1正常时，Q7的射极和基极同电位（经FU1连接在一条线上），Q7截止，PC5无信号输出；当FU1熔断后，Q7的发射极经主回路反串回P端的高电位(两点间开路电压为530V)，经Q7的发射结、R47、R46形成Q7的基极电流，Q7导通，PC5有了输入电流通路相继导通，向CPU送出FU1熔断的故障信号。