逆变脉冲前级电路的原理及检修方法

图7-12 英威腾变频器G9/P9机型CPU主板电路之四：逆变脉冲输出前级电路

将驱动电路看作对六路逆变脉冲信号处理的后级电路，则图7-12所示电路处于CPU和驱动电路之间，可称之为逆变脉冲信号的前级电路了。

由内部程序形成的六路逆变脉冲，由CPU的6个PWM输出脚输出至U4（LS07）六反相缓冲器/驱动器的6个输入脚，经缓冲处理后，送后级驱动电路。U4的6个输入脚接有6只连接于5V电源的上拉电阻，从而决定了输入脚为输入低电平脉冲有效，经反相后，输出则为高电平脉冲。逆变脉冲的前级电路，其输出脉冲电压因各厂家对信号的处理方法不同，我们用万用表所测得的电压值会有所差异，但正常传输状态，其输入、输出信号电压都为5V和0V的中间值左右。如1.8～2.5V左右。如图7-12电路，六输入脚的静态电压值应为5V，而输出脚的静态电压则为0V。数字（脉冲）电路的工作状态，大概有3种，各自对应于3种电平状态：正供电电平、负供电电平和两者的中间电平（脉冲占空比不同，决定了中间电平的高低差异）。对逆变脉冲前级电路的检测，用万用表测量其输入、输出脚电平状态，即可得出有效的判断。

逆变脉冲前级电路的故障特征和实质（请参考图7-12）：

1）三相输出断相，因CPU与驱动电路的中间缓冲级电路不良，使六路PWM脉冲缺少一路或两路，造成三相输出电压不平衡。有的变频器机型设有输出频率检测电路，会报出断相故障，有的变频器因无此功能，会造成断相运行，电动机剧烈振动。

2）操作显示面板上有频率输出显示，但无三相输出电压，可能为图7-12中的U4已经损坏。CPU已经正常输出了六路逆变脉冲，自认为工作正常，与操作显示面板通信，使其显示输出频率，但驱动电路因无逆变脉冲输入，逆变功率电路不工作。

由于逆变脉冲前级电路的故障，显然具有两个特点：驱动电路不报OC故障，无输出断相检测功能的变频器，也不报出“输出断相”等其他故障；操作显示面板还能正常显示输出频率，变频器好像状态不错，不像是不愿干活的样子。这是为何？

原因如下：

1）驱动电路有这样一个“脾气”：只在逆变脉冲输入期间IGBT保护电路起控，无信号脉冲输入IGBT保护电路并不动作。当一路或两路逆变脉冲信号消失时，相应的驱动电路，并不能报出OC等故障信号。(www.xing528.com)

2）操作面板对给定频率的显示是由端子或面板来的频率指令电压信号所决定的，而输出频率信号则由CPU内部PWM六路脉冲输出电路，经采样后供操作面板显示的。变频器的U、V、W三个端子无输出，而CPU的输出频率采样电路，在CPU内部如常工作，故照常输出运行频率指示。

而驱动电路本身故障造成输出断相时，驱动电路往往能报出OC故障。

故障实例8

一台康沃CVF-PI 5.5kW变频器，运行时电动机出现剧烈振动。检测三相输出电压，有严重不平衡现象，判断为输出断相故障。此故障来源有：驱动电路的故障，驱动电源带载能力不足，某路驱动电路损坏或IGBT不良；逆变脉冲前级电路不良，六路逆变脉冲信号有丢失现象。

切断逆变模块的P端供电，上电检测六路脉冲回路。检测逆变脉冲的前级电路IC12（HC07）的输入脚，由CPU来的六路逆变信号都正常，但输出脚，6脚电压为1V以下，其余5脚皆为2V以上，判断为IC12不良，更换后，变频器输出正常。

故障实例9

接手一台JNTFBGBA0400AZ-2446kVA东元变频器，故障现象为操作面板有正常的输出频率显示，但U、V、W端子无输出。本机逆变功率电路采用3只大功率IPM模块，内含IGBT驱动与保护电路，3只模块一齐坏掉的可能性不大，拆下外壳，观察IPM模块，无炸裂迹象。据用户咨询供应商，供应商建议更换CPU主板。

判断此故障的原因有二：一为IPM内部驱动电路的供电电源消失；二是逆变脉冲的前级电路故障。

测量由开关电源来的17V驱动供电电压正常。脱开IPM模块供电后，为变频器送入起动信号，测量变频器CPU主板上U12（MC14069）的输入脚，由CPU来的六路PWM脉冲电压信号均正常。测量U12的输出脚信号，则电压值参差不齐，有的为1.8V，有的为0V，有的为O.7V，说明U12性能变劣。U12为双列直接塑封元件，用一片HD4069代换后，将该台300kW大功率变频器，成功修复。