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1、变频器功率电路培训,主要内容,一、电路控制拓扑结构介绍,二、功率电路设计方案,一、变频器控制结构原理框图,1、变频器控制拓扑结构1框图,控制拓扑结构1特点,1、单DSP控制2、各种隔离要求高（电路和安规两方面）3、对小功率变频器成本压力大,2、变频器控制拓扑结构2框图,控制拓扑结构2特点,1、单MCU控制2、驱动、保护、检测电路不需要隔离3、在用户接口处实现电气和安规隔离4、用户接口简单时可应用在变频器上,3、变频器控制拓扑结构3框图,控制拓扑结构3特点,1、双CPU控制（DSP+MCU）2、驱动、检测、保护电路不需要隔离3、控制拓扑结构（CT/Siemens/MITSUBISHI）4、特别适
2、用于低成本变频器设计,二、功率电路设计方案,1、输入保护电路2、软启动电路3、输入缺相检测电路4、功率模块（整流、制动、逆变）5、滤波电路（电解电容）6、直流母线电压检测电路7、输出电流检测保护电路8、IGBT驱动电路9、开关电源电路,1、输入保护电路,压敏电阻（抑制电源浪涌）和高频电容（抑制尖峰毛刺）组成,输入保护电路简化形式,2、软启动电路,作用：减小上电时对整流桥冲击实现形式：1）取消；2）NTC电阻；3）NTC电阻和继电器并联；4）线绕电阻和继电器并联；5）线绕电阻和接触器并联；6）线绕电阻和SCR并联；7）半控整流,软启动电路（续）,3、输入缺相检测电路,实现方案1,输入缺相检测电路
3、（续）,实现方案2（双CPU控制）,4、功率模块,整流部分：Semikron/Ixys,单相输入,三相输入,功率模块（续1）,逆变部分：类型：IPM PIM IGBT供应商:Eupec/Infineon/Tyco/Mitsubishi/Fuji主要参数：IC（注意TH、TC、TJ区别）VCE（sat)（注意随温度变化）VGE（th)（注意驱动关断电压波形）IC（SC）/ts（注意限制条件及实际测试时间）tr tf（注意驱动电阻条件）CIN/QG（注意驱动功率设计）FWD参数（EMC）,功率模块（续2）,制动部分1、制动电阻选取2、制动IGBT保护3、制动电阻续流,5、滤波电路,电解电容1）容量
4、估算经验估算：0.3IN(mF)单相；0.06IN(mF)三相2）寿命计算3）温度测试4）纹波电流测试5）串联均压设计,6、直流母线电压检测电路,方案1,直流母线电压检测电路（续1）,方案2,直流母线电压检测电路（续2）,方案3,直流母线电压检测电路（续3）,方案4（对双CPU控制）,7、输出电流检测保护电路,1、霍尔传感器2、A7800/7840系列隔离放大器3、分流器IGBT直通保护1、VCE保护2、母线保护,A7800/7840系列电流检测方案,8、IGBT驱动电路,1）电路方案选择隔离驱动电路 光藕或光藕加推挽放大电路 脉冲变压器 光纤,IGBT驱动电路（续1）,电路方案选择不隔离驱动
5、电路（电平转换）a、驱动芯片IR-IR21064S（SIEMENS MM420 220V-0.75KW）IR-IR2117S（CT SE1 220V-0.4KW上桥驱动）ON-MC33152（CT SE1 220V-0.4KW下桥驱动）TELCOM-TC4427（CT SE2 380V-4KW下桥驱动）ST-L6385D（EUPEC EASYPIM DRIVER）b、分立元件,IGBT驱动电路（续2）,2）驱动电源产生 独立隔离4/6组电源/自举电源/电源幅值/极性考虑等3）驱动电路设计驱动电阻/限幅/干扰抑制/密勒效应嵌位等,9、开关电源电路,拓扑结构单端反激（Flyback），其特点最适合应用在变频器辅助电源设计。,开关电源电路设计点1,输出短路保护,开关电源电路设计点2,误差放大补偿设计,WHY误差放大补偿设计,G1(S)：误差放大补偿电路G2(S)：PWM控制电路G3(S)：输出滤波器H(S)：反馈电路,三、产品硬件设计存在问题,1、硬件设计思路 技术复用与创新 技术细节与质量 物料成本与客户需求,2、硬件设计要求 系统设计能力要求：工装/工艺/安规/EMC/防护/结构造型/热设计,产品硬件设计存在问题（续1）,3、产品硬件设计缺陷,输出对地短路保护IGBT直通保护继电器/接触器触点检测保护制动IGBT短路保护风扇堵转/短路保护热保护。,
