圖文分享變頻器的硬件電路設計-KIA MOS管

通用變頻器的硬件電路設計

變頻器電路

基于DSP的通用變頻調速系統總體設計圖

其中主電路部分由整流電路、濾波電路、逆變電路(IPM)和IPM驅動電路與吸收電路組成。

其工作原理是把單相交流電壓通過不可控整流模塊變為直流電壓，整流后的脈動電壓再經過大電容C1，C2平滑后成為穩定的直流電壓。IPM逆變電路對該直流電壓進行斬波，形成電壓和頻率均可調的三相交流電，提供給電機。

系統保護電路包括過壓、欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護與泵升控制等。過壓、欠壓保護是利用電阻分壓采集母線電壓，與規定值相比較；限流啟動是由于開啟主回路時，大電容充電瞬間引起的電流過大，這樣可能會損壞整流橋，因此在主回路上串聯限流電阻R1，當電容電壓達到規定值時，啟動繼電器把R1短路，主回路進入正常工作狀態；

IPM故障保護是IPM內部集成的各種保護功能，包括過電流保護功能、短路保護功能、控制電源欠電壓保護和管殼及管芯溫度過熱保護。把上述各種故障信號進行綜合處理后形成總的故障信號送入DSP(TMS320LF2407A)的PDPINTA故障中斷入口，進而封鎖DSP的PWM波輸出。

控制電路包括DSP最小系統電路、頻率輸入電路、光耦隔離電路等。最小系統由DSP本身和外擴的數據SRAM、程序SRAM、復位電路、晶振、譯碼電路、電源轉換電路和仿真接口JTAG電路組成，仿真接口JTAG電路是為了實現在線仿真，同時在調試過程裝載數據代碼和程序代碼；

頻率輸入電路可以設置系統要輸出的SPWM波的頻率；光耦隔離電路是為了把DSP輸出的弱電信號和主電路的強電信號進行可靠隔離。

主電路原理圖如下圖所示，由整流電路、濾波電路、逆變電路(IPM)和IPM的吸收電路組成。

主電路采用典型的交－直－交電壓源型通用變頻器結構，輸入功率級采用單相橋式不可控整流電路RB1，整流輸出經中間環節大電容(由C1到C4電容組成)濾波，獲得平滑的直流電壓。

逆變部分通過功率器件IGBT的導通和關斷，輸出交變的脈沖電壓序列。由于功率器件開關頻率過高，會產生電壓尖脈沖，因此需要吸收電路來消除該尖峰。

圖中C5為C型吸收電路，R6到R11和C6到C11組成RC型吸收電路。發光二極管DS1用來顯示濾波電容兩端的電量。

變頻器電路