变频器驱动电路典型实例四分析

    (1) A4504和MC33153芯片介绍。A4504是一种光电耦合器芯片，其内部结构如图5-20所示，前面介绍的几种光电耦合器都采用双管推挽放大输出电路，而A4504采用单管集电极开路输出电路。MC33153P是一种驱动放大器，内部不带光电耦合器，但带有较完善的检测电路。

    图5-20    A4504芯片内部结构

   MC33153P的内部结构及引脚功能如图5-21所示。MC33153P的4脚输入脉冲信号，在内部先由两个二极管抑制正负大幅度干扰信号，再经整形电路进行整形倒相处理，然后由与门电路分成一对相反的脉冲，送到输出电路两个三极管的基极，当4脚输入脉冲高电平时，送到上三极管基极的为低电平，送到下三极管基极的为高电平，下三极管导通，5脚通过二极管和下三极管与3脚（电源负）接通，当4脚输入脉冲低电平时，上三极管导通，5脚通过上三极管与6脚（电源正）接通。MC33153P的4、5脚之间有一个三输入与门，脉冲信号能否通过受另两个输入端控制，任意一个输入端为低电平则与门不能通过4脚输入的信号，与门下输入端接欠压检测电路，当6脚(Vcc)电压偏低时，欠压检测电路会给与门送一个低电平，不允许脉冲信号通过，禁止电源电压不足时放大电路输出幅度小的驱动脉冲，因为IGBT激励不足时功耗增大容易烧坏；与门上输入端接欠电流检测（1脚内部电路）和过电流检测（8脚内部电路），当1脚输入电流偏小和8脚电压偏高时，检测电路都会送一个低电平到与门，禁止输入脉冲通过与门，与门上输出端输出低电平、下输出端（反相输出端）输出高电平，下三极管导通．5、3脚接通。当MC33153P检测到l脚欠电流或8脚过电流时，会从7脚输出故障信号（高电平）去CPU。

    图5-21    MC33153P芯片内部结构

   (2)由A4504和MC33153P构成的驱动电路分析。图5-22是由A4504和MC33153P构成的U相驱动电路，用来驱动U相上、下臂IGBT，该电路还具有IGBT过流检测保护功能。

   1)驱动电路工作原理。开关变压器T2二次绕组上的感应电动势经整流二极管VD57对电容C7充得上正下负的正电压，该电压送到U8、U17的8脚和U7、U16的6脚作为电源。

    图5-22    由A4504和MC33153P构成的U相驱动电路

    来自CPU的U+脉冲送到U8(A4504)的3脚，在内部经光电耦合器隔离传递并放大后从6脚输出，送到U7 (M33153P)的4脚，在内部先整形倒相，再通过控制门分成一对相反脉冲（见图5-22所示的M33153P内部结构图），分别送到输出端两个三极管的基极，当U7的4脚输入脉冲低电平，上三极管导通，6、5脚内部接通，5脚输出高电平，它经30Ω的电阻送到IGBT的G极，IGBT的UGE为正电压而导通，当U7的4脚输入脉冲高电平，下三极管导通，3、5脚内部接通，5脚输出低电平，IGBT的栅射电容在导通时储存的电荷迅速放电，放电途径：IGBT的G极→30Ω、20Ω的电阻及二极管→U7的5脚→U7内部经二极管和导通的下三极管→U7的3脚→IGBT的E极，IGBT的UGE为零电压而截止。

    本电路未采用为IGBT的G、E极提供负压的方式来使IGBT截止，而是采用迅速释放IGBT栅一射电容上的电荷（在G、E极加正压时充得的），使UGE为零电压而截止。

   2)保护电路。R16、C6、VD27及U7 (MC33153P)内部的过流检测电路等构成上桥臂IGBT过流保护电路。

    在上桥臂IGBT正常导通时，C、E极之间的导通压降一般在3V以下，VD27负极电压低，U7的8脚电压被拉低，U7内部的过流检测电路不工作。如果IGBT的C、E极之间出现过流，C、E极之间导通压降会升高，VD27负极电压升高，U7的8脚电压被抬高，U7内部过流检测电路动作，它一方面禁止5脚输出脉冲，另一方面从7脚输出高电平，通过光电耦合器U25送给CPU。

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