英威腾INVT-P9/中功率变频器脉冲驱动电路图说明

    英威腾INVT-P9/中功率变频器脉冲驱动电路图（点击查看大图）

    对六路CPU输出的PWM脉冲的进一步放大，达到一定幅度后才能去驱动IGBT功率管或模块。驱动电路采用了典型驱动IC-A316J，该电路芯片也在变频器驱动电路中被大量采用。至此我们认识了85%以上的变频器驱动电路，虽不尽相同但大致相似。A316J和PC923、PC929为变频器电路普遍采用的驱动IC。

    驱动IC-A316J的引脚功能[让我们先把A316J(HCPL316)的输入侧和输出侧看成经电气隔离的两个部分]-输入侧引脚：1、2脚为信号输入的IN+、IN-，与PC923不同，内部为数字电路高阻抗输入端，吸取很小的输入电流；3、4脚为一次侧供电Vcl、Vel；5脚为复位信号输入脚，可接收由CPU来的复位信号，受控于外电路进行故障复位，以解除故障锁定状态；6脚为模块OC(SC)故障输出脚。在内部模块故障检测电路动作时，则A316J在封锁脉冲输出的同时，经6脚输出OC信号给CPU。即使驱动脉冲信号一直在输入，但因A316的自行封锁动作，无驱动脉冲的输出，直到由CPU发送一个复位信号，A316J才能解除脉冲封锁状态。OC信号和复位信号均为低电平有效；7、8脚为内部脉冲输入信号隔离光耦的发光二极管的两个引出端子，与外部电路配合可作切断/接通脉冲通路的控制，但常规应用，常常将7脚空置，8脚与4脚相连，将光耦传输通路强制接通，本电路也是如此应用。输出侧引脚：12、13脚相连，接驱动正供电，9、10脚相连，接驱动负供电；11脚为驱动脉冲输出端；14、16脚为IGBT管压降检测（模块故障检测）端，与外电路配合检测驱动脉冲发送期间IGBT的管压降。IGBT正常导通时的管压降在3V左右，严重过电流使IGBT的管压降增加到7V时，IGBT处于击穿损坏的边缘，须实施快速关断保护，此时A316J内部故障保护电路动作，中止逆变脉冲的输出，并向CPU发送OC信号；1 5脚在本电路中空置未接，15、16脚为内部OC故障信号输出光耦的发光二极管的两个端子，可配合外电路用作故障检测与显示等，常规应用时也经常将15脚闲置。

   A316J的14脚外接元件（以U相上臂驱动电路为例）R94、D24、D27引入到主直流供电的P端，驱动供电的零电位点接A316J的16脚并与U相输出端相连，可见14脚与16脚外电路恰恰并在所驱动IGBT的C、E极间，将IGBT导通期间的管压降，作为电压信号输入到A316J的内部模块故障检测电路；当需要驱动较大功率的逆变输出模块时，须在A316J的输出端外接功放电路将驱动脉冲信号做进一步的放大，以保障驱动能力。本电路的Q3、Q6接成互补式电压跟随器，在正向驱动电压到来时，Q3导通，将15V的正偏压送入IGBT的栅极、射极，使IGBT导通；在负向截止电压到来时，Q3截止，Q6导通，G1端子输出5V以上的负偏压，将IGBT的G、E结电容内注入的电荷强劲拉出，以使其快速、可靠地截止。

    在工作过程中有以下3种情况可导致A316J报OC信号：

   1)负载异常导致运行电流过大（大于额定电流的3倍左右），使IGBT的管压降大于7V；

   2) IGBT有开路性损坏；

   3)驱动电路不良，造成IGBT的欠激励，此时输出电流虽偏小，但因管子处于微导通和随机关断状态下，其管压降大于动作阈值，也会送出OC信号。