直流母线电流采样的保护电路设计优化

图5-1为松下DV-551-16A型变频器的直流母线电流检测保护电路，在正、负直流母线中，串接了30mΩ30W电流采样电阻，逆变电路的输入电流在采样电阻上产生电压降，当输入电流达到一定值，30mΩ30W电流采样电阻上电压降达到一定值时，光耦合器PC12、PC8输入侧发光二极管导通，将过电流信号传输给CPU，变频器报出过载故障，并停机保护。对正、负端供电同时采样是为了提高动作速度，力图在输出电压的正半波周期或负半波周期内，完成对输出电路某一臂IGBT的保护。

图5-1 松下DV-551-16A型变频器的直流母线电流检测保护电路

电路传送的其实是一路开关量信号，CPU接受信号，即实施保护动作，没有延时处理过程。

这种电流检测电路在早期的变频器产品中应用较多，新产品则省去了此一检测环节，只是对三相输出电流进行检测了。有的一体化IGBT模块和智能IPM模块，在其内部电路也设有对直流母线电流的检测。(www.xing528.com)

故障实例1

一台松下DV-551-16A变频器，因逆变模块损坏送修。修复逆变与驱动电路后，上电带载试机，跳过电流故障，而空载运行正常。该机器的过电流保护与检测电路有：U相输出电流检测电路，直流母线的电流检测电路，而对IGBT逆变输出电路的保护，相当程度上是依赖于后者的，此电路的功能相当于驱动电路中对IGBT管压降检测电路。

拔掉电流互感器的引线端子，带载运行时仍跳过电流故障，说明故障是直流母线检测电路报出。测量直流母线中P端串接的30mΩ电阻，已有2Ω的阻值，说明IGBT损坏时，因其冲击电流造成了其阻值变大，电压降上升，使检测电路中的光耦合器PC12导通，向CPU送出过电流保护信号。

30mΩ30W采样电阻不易购得，根据铜导线的电阻率：截面积为1mm²、长1m的导线，电阻为0.0175Ω，用4段17cm（阻值30mΩ）长，截面积为1mm²的铜导线，两两串联后，再两根并联，然后绕制一下，造出一只30mΩ的“电流采样电阻（形状像是一只空心电感线圈）”来，更换后故障排除。