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驱动电路的检修方法优化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:先大致排除逆变电路的问题,确定是驱动电路故障后,可以断开驱动电路与逆变电路的连接。通常,为了方便检修,也脱开驱动电路与主电路的联系,专为控制电路提供DC500V检修电源,进行驱动电路的检修。对驱动电路的检测与测量,是在驱动电路与IGBT脱离,单独检修驱动电路时进行的,或切断IGBT逆变电路供电的前提下进行的。3)对U6输出端脉冲电压值的检测。否则检查驱动IC的前级电路。

驱动电路的检修方法优化

先大致排除逆变电路的问题,确定是驱动电路故障后,可以断开驱动电路与逆变电路的连接。通常,为了方便检修,也脱开驱动电路与主电路的联系,专为控制电路提供DC500V检修电源,进行驱动电路的检修。驱动电路正常后,才与主电路连接,试机过程中,对逆变电路可采取低压直流供电、熔丝限流或串接灯泡限流的方式,主电路和驱动电路均表现正常后,再恢复逆变电路的正常供电。

注意!对驱动电路的检测与测量,是在驱动电路与IGBT脱离,单独检修驱动电路时进行的,或切断IGBT逆变电路供电的前提下进行的。若在整机正常连接和供电正常下,贸然检测驱动IC的各脚电压值,则会造成IGBT的爆裂与损坏,并有可能危及人身安全!下面单独画出一路(U+)脉冲信号的传输通路(稍简化),将U13内部电路以同相驱动器的电路形式画出,说明驱动电路的检修方法(见图6-12)。

(1)停机中各工作点的电压状态

先检测U6、IGBT控制回路的供电电压,+16V∗和-7.5V∗,确定在正常范围以内,再进一步检查信号通路。

U6的输入信号回路:从MCU主板来的脉冲信号,由MCU主板排端子进入,至U13的3脚,该脚接有10kΩ的+5V上拉电阻,从信号传输极性分析,在变频器上电待机和停机状态,U13的3、4脚应该为+5V高电平。驱动IC的2、3脚电压为+5V(以5VG为测试基准点),无脉冲信号输入。如果不以5VG为基准点,直接测量U13的2、3两脚之间的电压,测量结果应该为0V。

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图6-12 脉冲信号的传输通路

U6的输出信号回路:U6内部此时V2导通,相当于将输出端与5脚短接,检测脉冲端子J1的直流电压值,以供电0V∗为基准点,J端子(即U6输出端与供电0V∗端之间)的电压值为-7.5V。

(2)起动和运行中各个传输点的电压状态

检修过程中,是利用操作显示面板或从控制端子输入起动运行信号,令MCU主板输出6路脉冲信号,以检测驱动电路对脉冲信号的传输状态。从图6-12电路分析,MCU的54脚输出的脉冲电压信号一般为占空比为1∶1的脉冲电压信号,其测量平均直流电压值约为2.5V。

1)从U13的3、4脚测得直流电压值为2.5V左右,说明由前级MCU主板来的脉冲信号是正常的,脉冲前级电路没有问题。

2)检测U6输入端2、3脚之间的电压值,2脚搭红表笔,3脚搭黑表笔,所测脉冲电压值应为正的0.6V左右,说明脉冲信号已加至U6的输入端,并且U6输入侧内部电路是好的,已形成内部发光二极管的工作电流

3)对U6输出端脉冲电压值的检测。

(以正、负电源的0V∗端为基准端)U6输出端6、7脚的直流电压值应为4V左右。用交流档检测,其脉冲电压值应在12V以上,一般为12~15V以内。

表6-2为U6输入侧、输出侧交、直档和停机、运行状态的电压信号电压对比表。

表6-2 A3120在线测量电压值

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注:1.用数字表的交、直流电压档能得出如上表的数据。(www.xing528.com)

2.当驱动电路的供电电压不为+15V和-7.5V时,所测量信号电压值有相应差异。

3.因电路元器件的离散性、各路驱动电源电压的差异和不同型号变频器PWM(SPWM)脉冲波形的差异,测量所得出的动态电压值也会有较大的差异。但从J1脉冲输出端子测得的交流电压值,其峰值往往大致接近供电电压值,一般只要满足在13V以上,IGBT就能可靠工作。另外,不同变频器脉冲信号的占空比有所不同,所以即使采用同一种驱动IC的变频器,也可能测得不一样的结果。我们不必从数值的精确度上太过讲究,可完全从动、静态电压值和电压极性的明显变化上,判断出驱动电路的工作状态。

(3)脉冲电压检测次序和脉冲电压值估算方法

1)脉冲电压值的估算方法。从表6-2中可看出:用直流电压档测量脉冲(脉动直流)信号,有“平均化”作用,所测值大约为信号电压的平均值,用交流电压档测量时,因万用表内部电路中电容元件的滤波(储能)作用,所测量信号电压具有“峰值化”趋向,所测脉冲信号电压值接近于峰值电压。

因而,我们可用估算法,根据脉冲信号的波形形态、占空比和峰值电压3个参数(其实是由脉冲信号的“面积和幅度”)事先估算出某关键点的信号电压值,将估算值与实测值相对比,即能大致判断信号的传输情况。

如对图6-10b所示脉冲电压波形,可分为两步,推算其平均直流成分(信号电压估算值):

①是+16V与-7.5V相互抵消后,余8V左右的正电压;

②脉冲占空比约为1∶1,平均值电压约为峰值电压的1/2,则所测直流平均值电压应为4V左右。

2)信号检测次序。真正的维修中,其实并不需要按部就班地以前后信号流程逐步地进行测量和判断。为节省检修时间和提高检修效率,可以省略某些检测步骤,或可以用“倒着来”的方法检测脉冲电压的有无。

先测脉冲端子的信号电压值,若停机/运行的电压值有-7.5V/4V的明显变化,说明整个驱动电路都是正常的;若驱动IC的输出端无脉冲电压输出(如一直是-7.5V无变化),则可检测驱动IC的2、3脚之间的电压,若据停机、运行状态的不同,呈现0V/0.6V的电压变化,说明驱动IC有正常的脉冲信号输入,但无脉冲信号输出,故障为驱动IC损坏。否则检查驱动IC的前级电路。

如果用示波器检测驱动电路的各点波形,观察波形的有、无以及波形的形态和电压峰值,可直观判断电路的故障点。如在驱动IC的输入端可测到正常脉冲波形,而输出端无信号波形,则可判断驱动IC未能正常传输脉冲信号。

3)静态和动态电压的比较、各路输出电压的比较。驱动电路各关键工作点的信号电压值究竟应该是多少?根据变频器的机型不同、电路的供电电源电压不同、PWM波形的调制方式(脉冲占空比)不同,不可能有一个固定的数值,那么如何根据检测结果判断电路的好坏呢?可采用两个比较方法加以判断。

①驱动电路共有6路,电路结构和所传输的脉冲信号电压值都是完全一致的,将所测信号电压值进行比较,可以判断某路驱动电路异常。

②使变频器在停机状态,脉冲传输通路处于静止状态,测得的驱动电路各点工作电压值称为静态电压值;投入起动信号,脉冲传输通道处于工作状态,所测信号电压值称为动态电压值。动、静态电压应有明显变化,若动、静态电压值变化不明显或无变化,说明电路不能正常传输脉冲信号。如脉冲端子的动、静态电压值为4V、-7.5V(交流14V、0V),变化明显。将动、静态电压对比,足以判断电路的工作状态是否正常。

4)“人为动态”检查法。电路的动、静态电压变化不明显,或不好确定电路是处于何种状态时,采用“人为动态”检查法,强制电路状态发生变化,即促使电路从原静态转为动态,或从原动态转为静态,目的是采用人为手段,使电路“动起来”,再根据电路的反应——“有反应,或无反应”,判断电路是否处于正常工作状态。

如测得驱动IC的输出端(A3120的5、6脚之间)电压值为23.5V,此时短接A3120的2、3脚,人为造成输入信号的“消失”,测输出端电压值由23.5V变为0V,说明A3120能对“输入信号”做出良好反应,该级驱动IC电路是好的。若短接输入端,输出电压仍为23.5V,说明A3120已经损坏(内部V1击穿)。

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