阿尔法ALPHA2000 5.5kW变频器脉冲电路、故障检测电

图七十五  阿尔法ALPHA20005.5kW变频器脉冲电路、故障检测电路图

   CPU的6个PWM波输出脚，输出6路逆变脉冲，经过三线式受控缓冲器，送入后级驱动电路。CPU的相关引脚均接有与地相接的下拉电阻，将静态电压拉为低电平，输出为高电平脉冲；控制端子的模拟量输入、输出电路与CPU内部A／D、D／A电路相配合，对输入、输出模拟信号进入转换和处理。模拟信号端子均接有由双二极管组成的地和+5V、+15和-15V的双嵌位保护电路，对CPU和运算放大器实施过电压和输入信号电压极性保护。

    各路故障保护检测电路的信号都由U22、U24两块开路集电极输出型运算放大器处理后，将输出信号并联为一路“综合故障信号”，送入后级数字门电路处理后再送入CPU。运算放大器在这里的应用已经不再利用其“运算放大”的特性了，4组放大器均被用作电压比较器，反相（同相）端入端的信号电压与同相（反相）输入端的基准电压相比较，电路输出的是一个低电平（高电平）的开关量信号，放大器在这里起到的其实是数字电路的作用了。但在对基准电压的灵活设置和供电的范围上，放大器是大大优于数字电路的，这就是为何在此处仍选用运算放大电路而不是直接选用数字电路的原因了。选用开路型运算放大器的好处是可以直接将多路放大器的输出端并联，而不必担心放大器内部输出级电路会产生短路电流而烧毁。其他类型的运算放大器，其输出级是由推挽电路组成，在输出状态不一时，多路并联会形成对电源的短路电流，将输出级电路烧毁。而开路集电极输出型运算放大器，输出级只有一只发射极接负供电的晶体管，晶体管的集电极即放大器的输出端，是呈开路状态的，与放大器的供电并无直接联系。往往要在其输出端接上拉电阻，实现对信号的放大和传输。U22、U24的4个相并联的输出端，在静态（未有故障信号输出）时，由R138、R149将输出端电位上拉为+5V高电平。而在故障检测电路起动后，4组放大器的任一组动作，都将输出端电压下拉为-15V，从而将R138、R149的分压点--U25的11脚电压下拉为地电平以下，U25（I_S14六反相器）的10脚随即输出+5V的高电平“综合故障信号”。由U22、U24构成的4组电压比较器中，U24的5、6、7脚内部放大器构成的电压比较器，输入信号为模块故障检测电路输出的OC信号，基准电压为+5V经R151、R150固定分压取得，当低电平的()C信号输入时，7脚输出低电平“综合故障信号”。另3组放大器，输入端基准电压都是由CPU根据工作进程而提供的，为可控式电压比较器，这3路电压比较器输入的为直流电压检测信号、电流正半波检测信号和电流负半波检测信号，与CPU引脚输出的基准电压值相比较。电路的起控“阈值”由CPU来控制。（试分析）在起动过程和运行过程中，基准电压值是随之变动的。起动过程中的起控“阈值”要高于运行过程中的起控“阈值”，以避开起动过程中不必要的停机保护动作。比如，起动过程中，低频率状态下，起动电流有可能超过额定电流的]．5倍，但对起动电流的幅度来说，这是正常范围，变频器不应该实施停机保护，在起动过程中，CPU的42、51脚提供的起控“阈值”较高；在运行过程中，运行电流起超过额定电流的1.3倍，则属于故障状态，应该停机保护了。运行中，CPU的42、51脚提供的起控“阈值”较起动过程中“阈值”要低。

   U25输出的+5V的高电平“综合故障信号”，一路直接输入到CPU的16脚，一路输入到U21（LS74A双D型正沿触发器）的11脚，这也是一个“受控”门电路。U21的8脚输出状态除取决于CPU11脚的输入电平外，还受3、13脚输入的CPU控制信号的影响。正常状态下，8脚为低电平，经CNM6端子引入到逆变脉冲缓冲电路U20，U20将CPU输出的脉冲传输到后级驱动电路。故障电路被起动后，U21的8脚变为高电平并一直保持高电平输出状态，U20输出端变为高阻态，封锁了逆变脉冲的输出。直到CPU的28输出一个低电平故障复位信号后，将后级驱动电路与U21一同复位，其8脚又恢复为低电平输出，解除了U20对逆变脉冲信号的传输锁定。