PC923PC929驱动电路

PC923 PC929驱动电路对逆变功率电路的修复是在确认CPU&板和驱动电路正常的前提下进行的，否那么对IGBT模块的盲目更换不但毫无意义，而且可能会造成直接的经济损失；对驱动电路的修复是在 CPU3E板能正常输出六路脉冲信号的前提下进行的， 否那么对驱动电路的修复不但无意义，而且给检测带来了一定的难度。CPU主板的正常，为我们修复各种故障，提供了有效的监控和提示的作用，使我们能根据操作显示面板上故障代码的提示，有针对性地检查故障电路。但变频器完善的各种检测和保护功能，在变频器正常运行时是非常必要的，在我们进行局部电路故障的维修时 总得使机器脱离开整机连接的状态，来进行检修吧，会引发相关保护电路的起控，而使变频器进入故障锁定状 态，停止了比照方对六路脉冲信号的输出，使我们无法或比拟困难检测该信号通路如驱动电路是否能正常地对 CPU电路来的六路脉冲信号进行传输和放大。驱动电路的工作状态的正常，只有一个标准：能正常地传输和放大六路驱动脉冲。输出的六路驱动脉冲具有符 合要求的电压幅度和电流供应能力。静态待机下的工作点检测，往往不能得出准确的结论。得想法让电路处于 动态工作中，一是采取相应措施，屏蔽掉变频器的相关故障检测功能，二是用某种方法验证驱动电路的输出能力， 确认驱动电路输出的六路逆变脉冲信号，是完全符合要求的，于是对驱动电路的修复才能画上一个圆满的句号。对驱动电路的检修，一定程度上决定了整机检修的成败。故障变频器无论表现出何种故障，最后的修复总是表 现驱动电路六路驱动脉冲的正常输出！六路脉冲输出信号都有，但有缺陷，轻者机器不能正常工作，重者将有可能 使逆变模块损坏，对驱动电路的检修，小心不为过！、驱动电路由 PC923 PC929组合的构成和电路原理:R76眨了-四图4。9由PC92& 929构成的驱动电路pca：pccc0D24 n RiseC岫上图为东元7200MA变频器U相的驱动电路图。15kW以下的驱动电路，那么由 PC923 PC929经栅极电阻直接驱动IGBT,中、大功率变频器，那么由后置放大器将驱动IC输出的驱动脉冲进行电流放大后，再输入IGBT的G E极。驱动电路的电源电路，是故障检测的一个重要环节。不但要求其输出电压范围满足正常要求，而且要求其具有足够的电流功率输出能力一一带负载能力。每一相的上、下IGBT驱动电路，因IGBT的触发回路不存在共电位点，驱动电路也需要相互隔离的供电电源。由开关电源电路中的开关变压器N1绕组输出的交流电压，经整流滤波成直流电压后，又由 R6& ZD1 10V稳压管简单稳压电路处理成正18V和负10V两路电源，供应驱动电路。电源的OV 零电位点线接入了IGBT和E极，驱动IC的7、8脚那么接入了 28V的电源电压。光电耦合器的输入、输入侧应有独立的供电电源，以形成输入电流和输出电流的通路。PC2的2、3脚输入电流为+5V*提供。此处供电标记为 +5V*，是为了和开关电源电路输出的+5V相区分。+5V*供电电路见下列图图 4。10。该电路可看作一简单的动态恒流源电路，R179为稳压管ZD7的限流电阻，稳压管的击穿电压值为3。5V左右。基极电流回路中稳压电路的接入，使流过Q8发射结的Ib维持一恒定值，进而使动态 Ic也近似为恒定值。忽略 Q8的导能压降，电路的静态输出电压为 +5V,但动态输出电压值取决于所接负载电路的“动态电阻值，而动态输出电流总 是接近于恒定的，这就使得驱动电路内部发光二极管能维持一个较为恒定的光通量，从而使传输脉冲信号的“陡峭 度"比拟理想，使传输特性大为改善。图4。10驱动光耦输入侧供电电路电路工作原理简述请参见图4。5的PC923 PC925内部电路：由CPU&板来的脉冲信号，经 R66加到PC2的3脚，在输入信号低电平期间，PC2形成由+5V*、PC2的2、3脚内部发光二极管、信号源电路到地的输入电流通路，PC2内部输出电路的 V1三极管导通，PC2的6脚输出高电平信号18V峰值，经R65为驱动后置放大电路的 Q10提供正向偏流，Q10的导通将正供电电压经栅极电阻R91引入到IGBT的G极，IGBT开通；在输入信号的高电平期间，PC2的3脚也为+5V高电平，因而无输入电流通路，PC2内部输出电路的 V2三极管导通，6脚转为负压输出10V峰值，也经 R65为驱动后置放大电路的Q11提供了正向偏流，Q11的导通将供电的负10V电压 IGBT的截止电压经栅极电阻 R91引入到IGBT的G极，IGBT关断。在待机 状态，PC2的3脚输入信号一直维持在 +5V高电平状态，那么驱动电路一直输出 -10V的截止电压，加到 CN1触发端子 上，IGBT 一直维持于可靠的截止状态上。因IGBT栅-射极间结电容的存在，对其开通和截止的控制过程，实质上是对IGBT栅-射极间结电容进行充、放电的过程，这个充、放电过程形成了一定的峰值电流，故功率较大的IGBT模块须由Q1Q Q11组成的互补式电路跟随放大器来驱动。PC929驱动IC是兼有对驱动脉冲隔离放大和模块故障检测双重“身份的。由CPU主板来的脉冲信号从 1/2、3脚输入到PC923内部的光电耦合器，从11脚输出后，经Q1&Q15两级互补式电压跟随器的功率放大后， 弓I入IGBT2 的G极。此为驱动脉冲的信号传输电路路；PC929的9脚为模块故障检测信号输入脚。正常工作状态下，PC923的11脚输出正的鼓励脉冲电压，使 Q13导通，Q15截止。Q13的导通，将正偏压加到 IGBT2的G极上，IGBT2进入饱 合开通状态。忽略IGBT导通管压降的话，IGBT2的导通即将U输出端与负直流供电端 N短接起来，提供输出交流电 压的负半波通路，在导通期间，只要变频器是在额定电流以内运行，IGBT2的正常管压降应在 3V以下。PC929的9脚内部电路与外接 R76 R77、D24、R73、D27等元件构成了 IGBT管压降检测电路，二极管 D27和负 极接入了 IGBT2的C极。PC929在发送鼓励脉冲的同时，内部模块检测电路与外电路配合，检测IGBT2的管压降，当IGBT2正常开通期间，忽略IGBT2的导通压降，U点电压与N点电压应是等电位的，N点与该路驱动电源的零电位点为同一条线。可以看到，D27的正向导通将a点电压也嵌位为零电位点，即PC929的9脚无故障信号输入，IGBT模块OC信号输出8脚为高电平状态。当变频器的负载电路异常或IGBT2管子故障时，虽有鼓励偏压加到IGBT2的G极，但严重过流状态或管子已经开路性损坏，使IGBT2的管压降超过7V或更大，U N之间高电压差使 D27于反偏截止，此时 a点电压是由R73引入的、经 R78 D24、R77分压的高于7V的电压值，经 R76输入到PC929的9 脚。PC929内部IGBT保护电路起控，对IGBT进行强行软关断动作， 同时控制8脚内部三极管导通， 进而提供了 PC4 光电耦合器的输入电流，于是PC4将低电平的模块 OC信号报与CPU变频器实施 OC故障保护停机动作。IGBT模块管压降检测电路中的 D24二极管和C48组成消噪电路，以防止负噪声干扰引起误码保护动作。 让我们看一下驱动电路中 R91、R92的作用，实际电路中，这四只电阻因模块损坏带来的强电压冲击下，造成 开路、短路和阻值变大的情况比比皆是，它在电路中究竟起到什么样的作用呢？R91将驱动脉冲引入到IGBT管子的G极，外表看来，这是一只限流电阻，限制流入IGBT管子的驱动充电电流，因管子的开通速度越快越好，开通时间越短越好，电阻的阻值就不能太大，以防止与IGBT管子的输入结电容形成一个较大时间常数的延时电路，这是不希望出现的。但过鼓励也会导致IGBT的损坏。此电阻多为 Q级功率电阻，随变频器功率的增加其阻值而减小。此电阻还有一个“真名，叫栅极补偿电阻，因为IGBT管子的触发引线有一定长度，触发脉冲又是数千赫兹的高频信号，所以有一定的引线电感存在，而引线电感会引起触发脉冲的畸 变，产生 “电压过冲现象，严重时会造成IGBT管子的误开通而造成损坏。接入R82可对引线电感有所补偿，尽量使引线呈现电阻特性而不是电感特性，有效缓解引线电感造成的电压过冲现象。R92并接于IGBT管子的G E极间，第一个好处就是，将 IGBT管子输入端的高阻状态变为低阻状态。我们新购 得的IGBT逆变模块，出厂前是用短路线将G E极短接的，这样万一有异常电压如静电加到 G E极时，短路线将很快将此一异常电压吸收，而防止了 IGBT管子因输入端子遭受冲击而损坏。电路中并联R92也有同样的用处，在一定程度上将输入的“差分电压变为了 “共模电压，消解了异常输入电压的冲击作用；R92对瞬态干扰有一定的作用，又可称之为“消噪电阻；R92并接于IGBT管子的G E极间，与IGBT的G E结电容相并联，此电阻又被称为“旁路电阻，将瞬态干扰造成的对G E结电容的充电电流“旁路掉，以防止其误开通。R92又形成了IGBT管子输入结电容的电荷泄放通路，能提高电荷的泄放速度，对于只采用单电压供电无负供电电压的驱动电 路，此电阻的作用尤其重要。 二、驱动电路的故障特征：1 、变频器上电显示正常，接受启动信号，即跳 OC 过电流、SC 短路故障代码。故障原因：A、逆变模块有开路性损坏，先是击穿短路，炸裂后开路，或 G E间内部损坏，虽有触发信号引入，但 IGBT 不能正常开通，驱动电路的IGBT管压降检测到异常大的导通压降，报出OC攵障。8驱动电路本身故障。a、无鼓励脉冲加到IGBT的触发端子，一是从 CPU&板来的脉冲信号未能正常输入到驱动电路的输入端。二是驱动电路有元件损坏，阻断了脉冲信号的传输；b、驱动电路不能输出正常的驱动脉冲，多为电流输出能力缺乏。一是驱动IC的后置放大器低效，元件变值等。二是驱动供电不良，不能到达足够的电压幅值和输出足够的驱动电流，使IGBT不能被良好开通或处于导通与截止的临界点上，IGBT管压降检测电路检测到大于7V的管压降信号而报出 OC故障。2 、接受启动信号，即跳 GF 接地故障。变频器说明书中对接地故障的定义是，当负载电流大于额定电流的0.5倍左右时，即判断为 GF故障。其实GF也是OC故障的一个别名。在报警层次上有所不同。GF故障在启动初始阶段报出。3 、上电，变频器未接受启动信号，变频器在系统自检结束后，即报出ocm章。故障原因：A 、变频器的三相输出电流检测电路损坏，误报过流故障，如电流互感器内部电路损坏，误报出严重过流故障；B 、驱动电路的OC信号报警电路损坏，如 PC929的8脚内部DMOW极管短路，也会误报 OC信号。4、 变频器上电后，既不跳OC SC等故障代码，也拒绝所有操作，出现类似于程序进入死循环的“死机现象，先不要轻易判断为 CPU障，可能为变频器上电检测到有OC信号输出，出于保护目的，故拒绝所有操作，以免造成人为的故障扩大。5、 变频器上电，操作显示正常，启动后能在操作面板上监控到输出频率数值上升的现象，但U、V、W谕出端子无电压输出，变频器也不报出OC故障，好似是“运行正常。故障原因为驱动IC输入侧的+5V*供电电源丧失，六路驱动IC都无脉冲信号输入，驱动电路处于“待机状态， IGBT管压降检测电路在“休息中，并不向CPU回OC信号。6 、变频器空载或轻载运行正常，但带上一定负载后，出现电机振动、输出电压偏相、频跳OC故障等