康沃CVF-G-5.5kW变频器驱动电路图说明

    康沃CVF-G-5.5kW变频器驱动电路图（点击查看大图）

    小功率变频器主电路、开关电源电路、驱动电路往往是做于一块电路板上的，不能简单地称为电源/驱动板了，因为三相整流、三相逆变和储能电容器也在电路板上。该块电路板的故障率较高，能占到变频器总故障率的80%左右。CPU主板故障相对较小，低电压小电流信号嘛。主电路器件，如逆变模块和驱动电路，有故障共生的特点，模块的损坏，必将波及驱动电路受冲击；驱动电路的异常，也往往危及到模块。在变频器维修中，维修人员的大部分时间是耗费在这块板子上的。电源/驱动板的电路结构是大同小异的，各个品牌的变频器的电源/驱动板感觉都差不多的。CPU主板，这是一个不太准确的称谓，变频器的中心控制部件国人习惯上称为单片机，国际上称其为微控制器（因结构性能上高于微处理器）。但大家称为CPU主板已经成习惯了，仿佛约定俗成似的，在此也把以微控制器为中心的那块板子称为CPU主板了。CPU主板电路，包括单片机及外单片机外围电路，控制端子的输入、输出信号电路，电流电压检测电路，温度检测电路，其他控制电路等。对CPU主板电路的维修，在无电路原理图的情况下，难度是较大的。尤其是多层印制电路板和小体积贴片元件构成的CPU主板。一般变频器都是都是由这两块电路板构成的，当然也有例外，也有把开关电源与单片机做在一个电路板上的。

    驱动IC由TLP250担任，对驱动IC的供电来说（以U相上桥臂驱动电路为例），是由D5、C19整流滤波电路直接提供24V单电源供电的，但24V电源回路中，由R26、Z1、C5的稳压电路又“人为”分离出一个零电位点来，这个零电位点经模块触发端子加到逆变模块内部IGBT的射极。假定稳压管Z的击穿电压值为9V，则供电电源的正端对零电位点的电压值为15V，对供电电源的负端电压值为-9V。因而，当U1的6/7脚输出高电平的激励电压时，IGBT的栅一射结被接入15V的激励电压，IGBT被驱动而开通，这个驱动过程实质上是15V电压对栅射结电容充电的过程；当U1的6/7脚输出低电平电压时，IGBT的栅射结被接入-9V的截止电压，IGBT的栅射结承受反偏压而截止，这个截止过程实质上是-9V供电对IGBT的栅射结电容内存储的电荷进行中和而使其快速消失的过程。可以说，对IGBT的开通的控制是由15V电源对其栅一射结电容“灌入电流”的结果使然；而对IGBT截止的控制，则是由-9V电源对栅射结电容内存储电荷进行快速“拉出电流”的结果使然。相对于双极型器件，IGBT的驱动电路只是提供了瞬态的驱动电流，而前者的驱动电路则一直在提供“常态”的驱动电流。大功率变频器的逆变电路若是采用双极型器件的话，其驱动电路的电流输出能力和本身功耗将是非常之大的。这也正是IGBT模块被广泛采用的原因了。将IGBT器件定义为电压驱动型器件，容易让人产生IGBT的触发回路不吸取电流、不消耗驱动功率的误解。我们说，电容本身虽然为储能元件，但IGBT栅一射结电容上的电荷在驱动电路的作用下反复充放，IGBT的输入回路的内电路（比如串接于回路的电阻元件）却是消耗能量的。事实上，瞬态较大的充、放电电流，在驱动IC或功率驱动管的内阻和触发脉冲引入电阻(R12)上，仍旧形成了较大的电阻性有功损耗。也即是说，驱动电路本身仍要付出一定的驱动功率。这也就是驱动电路尤其是大功率变频器的驱动电路，仍然采用了功率推动管和栅极电阻也为数瓦大功率电阻的原因。驱动电路的功率损耗是集中于功率输出级的导通内阻与脉冲引入电阻上的。

    电阻R12为IGBT触发脉冲的引入电阻，对它的真实身份的名称，至今似乎还未形成确切的定义。栅极电阻？限流电阻？隔离电阻？补偿电阻？脉冲引入电阻？它一是决定了IGBT栅射结电容的充、放电电流的大小与速率，二是减小了触发端子接线引线电感的影响。