大功率变频器开关电源优化

打开东元7300PA 300kW（446kVA）的机壳，找到开关电源电路，一看其结构布局，就感到与其他变频器的开关电源电路不太一样。有两只大个头的开关变压器和两只小个头的变压器，开关管好像有4只。不错，大功率变频器所需电源容量较大，尤其是驱动电路，需要较大的功率输出能力，故开关电源电路与小功率变频器有了明显不同。开关电源电路可分为

图3-13 东元7300PA 300kW变频器开关电源一图

图3-14 东元7300PA 300kW变频器开关电源二图

两部分。如图3-13和图3-14，前者提供整机控制电路的用电，后者单独提供IPM智能功率模块内部驱动电路的供电。4只变压器，两只个头小的，是激励变压器（推动变压器），两只个头大的，为输出变压器。开关变压器的一次回路，由V4和V7两只管子的同时通断，提供主电流通路，此种工作方式，称为双端控制方式。当电源功率达300W以上时，多采用双端正激电路。(www.xing528.com)

如图3-13电路：由U2（UC3844BN）产生振荡脉冲，再经激励变压器T4分解为同相位的两路脉冲同步驱动开关管V4和V7。在一次振荡回路采用双管，可提高电源容量和降低管子的耐压。电流采样信号由R25上取得；电压反馈信号由5V输出端取得，以使CPU主板供电得到较好的稳定效果；R4、R5、R6、R104、R105、R106提供U2的起振电压与电流，建立振荡后由VD5支路提供U2的供电。VD12支路输出24V电路，提供工作继电器及控制端子的供电；VD9、C17、D11、C27的整流滤波电压，又经7815、7915稳压成15V，用作CPU主板控制电路、故障检测电路的供电；5V输出供CPU主板、操作显示面板的用电，同时，VD10支路输出-16V（随直流回路电压而变的可变电压）电压，作为直流回路的电压检测信号，输入到CPU，供主回路电压显示和参与CPU的相关控制。

电路起振工作后，自供电绕组、VD5、C11回路提供U2的工作电压，同时，自供电绕组、VD4、C9回路提供了图3-14电路U1的工作供电。当图3-13电路故障时，图3-14电路无工作电源而停止工作，IPM模块随即失去驱动电压。正常工作时，有一个工作时序：图3-13整机控制电压正常建立后，IPM驱动电路才具备工作条件。

本机器逆变输出电路采用了3只IPM智能功率模块（SEMIKRON SK11P 1203GB122-2DL）。IPM模块是将驱动电路、模块故障检测保护电路和大功率IGBT集成在一起的，而所有逆变模块的供电，只用了这一路17V直流电源。6只IGBT管子的驱动电流，都是取自此一电源的，要求电源本身有较大的电流输出能力。实际测量，变频器在停机（空载）状态，此路供电为17V，起动变频器后，降为14V。

两路开关电源的特点，与其他变频器的电源相比，多出了T2、T4两只激励变压器的中间环节，这是检修中须予以注意的地方。