中达VFD-B型22kW变频器的实际驱动电路详解

图6-16 中达VFD-B型22kW变频器驱动电路之二

逆变功率电路下三桥臂IGBT的驱动电路供电，因控制信号回路是“共地”的，所以共用一路由DD44、DC41整流滤波取得的驱动电源，该24V电源又经DR16/21/22、8.7V稳压管DD5和滤波电容DC16等元件组成的稳压电路，取出-8.7V和+15.3V的正、负电源，作为IGBT的正向激励电压和负向截止电压，在脉冲信号作用期间，以实现对IGBT的开通和关断控制。

驱动IC采用型号为PC929的专用驱动芯片，以完成对脉冲信号的传输和对IGBT导通管压降进行检测，异常时报出OC故障的任务，引脚功能、电路原理已经讲过，此不赘述。

因为DPH4、DPH5、DPH6等3只驱动IC共用一路电源，共电源地/信号地的缘故，输出OC信号也以“或输入”的方式输入至耦合器PH9的1、2脚，形成内部发光二极管的电流通路。PH9光耦合器的输入、输出侧电路可等效为“3输入端的或门电路”，当任一（低电平）故障信号生效时，PH9输出侧内部光敏晶体管导通，将低电平的“模块OC信号”经排线端子的20脚，送往MCU主板电路。

IGBT管压降检测电路中，DD2A/2B、DD3A/3B、DD4A/4B等二极管的负极，在图6-15、图6-16中以a、b、c标示其去向和连接点，若配合主电路来看，a、b、c等3点即为U、V、W输出端；若从驱动电源来看，a、b、c等3点即为上三桥臂IGBT驱动电源的0V端；若从检测信号回路来看a、b、c等3点即为VT2、VT4、VT6（参见图6-13）等下三桥臂IGBT的集电极，IGBT管压降检测电路其实是并联于IGBT器件的C、E极间的。(www.xing528.com)

DPH4、DPH5、DPH6等3只驱动IC输出的脉冲信号经后级由DQ8～DQ13等晶体管组成的互补推挽式功率放大器进行电流/功率放大后，引入GX、EX等3路脉冲端子，直接驱动主电路的IGBT功率模块。图6-16电路中，对IGBT激励和截止电流控制，各走一个回路，即两者的栅极电阻值是不一样的。放大器DQ10导通时，正向电流流过栅极电阻DR17A/B，为24.3Ω两只电阻的并联值，约12Ω；放大器DQ11导通时，反向电流流过栅极电阻DR17C/D/E，为24.3Ω三只电阻的并联值，约为8Ω。对IGBT的开通与关断，选取不同的栅极电阻，以提升IGBT的截止速度。

（以DPH4驱动IC及外围电路为例）PC929的9脚内部电路与外接DR59、DR68、DD14、DC32、DR63、DR62、DD2A/2B等元器件构成了IGBT管压降检测电路，DD14、DC32组成消噪电路，以避免负噪声干扰引起误保护动作。为方便原理分析，将DR59、DR68简化为R2，将DR63、DR62简化为R1，将DD2A/2B简化为D1，并建立与IGBT主电路的连接，可得到如图6-17所示电路。

图6-17 IGBT管压降检测等效电路图

如果把IGBT看做一只开关的话，则在正向激励脉冲作用期间，这只开关是闭合状态的，b、c两点相当于短接，b点电压也为0V，钳位二极管D1正向导通，将a点电压钳位为0V，PC929的9脚因输入低电平信号，IGBT保护电路不起控，驱动电路正常传输脉冲信号；当IGBT开路性损坏或因某种原因未予导通或导通不良时，同样在正向激励脉冲作用期间，D1反偏截止，a点电压则上升为R1与R2对+18V和-10V的分压值（以0V为基准时，该点电压上升约为7V，说明当IGBT导通管压降大于7V时，检测电路产生OC报警信号输出），从两只电阻的阻值可看出，a点电压上升为近17V，PC929的9脚内部IGBT保护电路起控，内部晶体管Q3导通，由8脚输出OC（模块过电流）信号，经光耦合器输入MCU，MCU报出OC故障，并停止脉冲信号的输出，变频器处于停机保护状态。