富士5000P9/G9 160kW变频器驱动电路图说明

    富士5000P9/G9160kW变频器驱动电路图(点击查看大图)

   160kW富士变频器的逆变输出电路，每相输出模块都是3只300A双管模块并联的，相当于900A的模块了。并联模块所需的驱动电流也是单只模块的3倍。因此驱动IC的后续功率级的功率对管也是两只并联输出的，以保证有足够的功率输出能力驱动3只相并联的IGBT模块。

    6路驱动IC的供电是开关电源提供的6路互相隔离的供电电源。由开关变压器二次绕组整流滤波来的直流电压，再经稳压集成电路IC11～IC16处理成正、负两组供电电源，作为驱动电路的供电。IGBT模块的正激励（开通控制）电压，经1.2Ω 3W电阻引入到模块触发端子，负截止电压经0. 39Ω 3W电阻引入到模块触发端子。电路应能提供10A级的瞬态开通电流（对IGBT的栅一射结电容的充电电流）和10A级的截止控制电流（对IGBT的栅一射结电容的放电电流），这确是一个功率输出电路了。功率驱动电路中，两只推挽对管的射极没有连在一起，而分别通过两只栅极电阻构成回路。截止电压的引入电阻仅为0. 39Ω，目的是以极小的回路电阻以加速IGBT栅射结电容的电荷泄放！而相应的电源也应有“水塘级”的储电能力，整流回路3只330μF的滤波电容，确实具备了较强大的储电能力。当该电容容量不足或失容时，会导致正激励电压的不足，三相输出电压出现偏相现象，电动机发出强烈振动；负截止电压的不足，则有可能会使IGBT模块上、下臂因误导通造成对直流电源的短路，而炸毁逆变模块！一般厂家给出控制板电容器的寿命为8年，早期投放我国市场的富士变频器，有的已运行十几年了，直流回路的储能电容和驱动IC供电电源的电容器的容量减小和失容现象已不鲜见。检修此类老机器，一定不能忽略对电解电容的容量检查！驱动电路一只小电容的失容，可能会造成逆变模块的损坏，如“蚁穴溃堤”一样，是不可等闲视之的。

    富士变频器的驱动电路（试分析），只承担对CPU来的逆变脉冲信号隔离和功率放大的作用，本身没有模块故障检测电路，也无法向CPU主板反馈模块OC信号。对模块的过电流和短路保护，如出现驱动电路不良，造成输出电压偏相故障时，除了三相输出电路中的电流互感器及后续电流检测电路来检测和报出故障信号以外，三相输出电压检测电路也起到保护的辅助作用甚至是主要作用。当逆变模块出现一臂短路或一臂开路时，输出电压的变化能快速和及时地通过三相输出电压检测电路反馈回CPU，CPU根据电流和电压信号的比较与计算，判断逆变电路是否正常，实施快速停机保护。三相输出电压检测电路弥补了电流检测电路输出信号的迟钝，从另一个侧面提供了模块过载保护信号，因而本机器的驱动电路，才见不到模块故障检测电路的踪迹。从这个意义上，三相电压检测电路起到了同类变频器驱动电路中模块OC信号检测与报警的作用。

    6路驱动IC，采用的是PC923光耦器件。正、负供电是由稳压IC(14305)对单电源“分压”取得的，整个驱动供电电路，大容量的滤波电容、稳压IC的应用，及功率输出级双管并联输出电路，给我们一个该机驱动电路很扎实和硬朗的感觉。用它来驱动3只并联的300A逆变模块应该是不成问题的。

    在驱动电路中没有对IGBT管压降的检测电路，在笔者所见过的变频器产品中，富士变频器是惟一的一个机种。我们猜测：它的电流检测保护电路与输出三相电压检测电路应该有优良的和快速的保护性能，否则以注重细节闻名的日本人，是不敢轻易涉此险地的：驱动电路竟然可以省掉了模块故障检测电路！