變頻器工作原理

變頻器是把工頻電源(50Hz 或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現電機的變速運行的設備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整 流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉矩計算的CPU以 及一些相應的電路。這是變頻器修理中最變頻器的定義。
　   變頻器的分類(lèi)方法有多種，按照主電路工作方式分類(lèi)，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開(kāi)關(guān)方式分類(lèi)，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器 和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類(lèi)，可以分為V/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；在變頻器修理中，按照用途分類(lèi)，可以分 為通用變頻器、高性能專(zhuān)用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。
       在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調控制、轉差頻率控制、矢量控制、直接轉矩控制等。V/f控制是為了得到理想的轉矩-速度特性，基于在改變 電源頻率進(jìn)行調速的同時(shí)，又要保證電動(dòng)機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結構非常簡(jiǎn)單，但是這種變頻 器采用開(kāi)環(huán)控制方式，不能達到較高的控制性能，而且，在低頻時(shí)，必須進(jìn)行轉矩補償，以改變低頻轉矩特性。在變頻器修理中，轉差頻率控制是一種直接控制轉矩 的控制方式，它是在V/f控制的基礎上，按照知道異步電動(dòng)機的實(shí)際轉速對應的電源頻率，并根據希望得到的轉矩來(lái)調節變頻器的輸出頻率，就可以使電動(dòng)機具有 對應的輸出轉矩。矢量控制是通過(guò)矢量坐標電路控制電動(dòng)機定子電流的大小和相位，以達到對電動(dòng)機在d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進(jìn)行控制， 進(jìn)而達到控制電動(dòng)機轉矩的目的。通過(guò)控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間，又可以形成各種PWM波，達到各種不同的控制目的。直接轉矩控制是 利用空間矢量坐標的概念，在定子坐標系下分析交流電動(dòng)機的數學(xué)模型，控制電動(dòng)機的磁鏈和轉矩，通過(guò)檢測定子電阻來(lái)達到觀(guān)測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量 控制等復雜的變換計算，系統直觀(guān)、簡(jiǎn)潔，計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。

一、模電和數電的區別

很多剛進(jìn)入電子行業(yè)，自動(dòng)化行業(yè)的人士對模似電子電路和數字電子電路存在一些疑惑，由其是剛進(jìn)這行的人更是不明了，當然在接觸變頻器維修與維護時(shí)肯定要熟悉。

所謂模似電子電路實(shí)際是相對數字電子電路而言。

模電：一般指頻率在百兆HZ以下，電壓在數十伏以?xún)鹊哪Ｋ菩盘栆约皩Υ诵盘柕姆治?處理及相關(guān)器件的運用。百兆HZ以上的信號屬于高頻電子電路范疇。百伏以上的信號屬于強電或高壓電范疇。

數電：一般指通過(guò)數字邏輯和計算去分析、處理信號，數字邏輯電路的構成以及運用。

數電的輸入和輸出端一般由模電組成，構成數電的基本邏輯元素就是模電中三級管飽和特性和截止特性。

由于數電可大規模集成，可進(jìn)行復雜的數學(xué)運算，對溫度、干擾、老化等參數不敏感，因此是今后的發(fā)展方向。但現實(shí)世界中信息都是模似信息 （光線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電、熱、冷等），模電是不可能淘汰的，但就一個(gè)系統而言模電部分可能會(huì )減少。理想構成為：模似輸入——AD采樣（數字化）——數字處理—— DA轉換——模似輸出。

二、運放與比較器區別

運算放大器與專(zhuān)用比較器在變頻器主控板的控電路中比較常見(jiàn)，它的作用也不用我去形容了，做這行的都比我清楚。

1、    運放可以連接成為比較輸出，比較器就是比較。那么市面上為何單獨出售兩種產(chǎn)品，他們有相同和不同之處是什么呢？

2、    比較器輸出一般是OC便于電平轉換；比較器沒(méi)有頻補，SLEW RATE比同級運放大，但接成放大器易自激。

比較器的開(kāi)環(huán)增益比一般放大器高很多，因此比較器正負端小的差異就引起輸出端變化。

3、    頻響是一方面，另處運放當比較器時(shí)輸出不穩定，不一定能滿(mǎn)足后級邏輯電路的要求。

4、    比較器為集電極開(kāi)路輸出，容易輸出TTL電平，而運放有飽和壓降，使用不便。

關(guān)于運算放大器與專(zhuān)用比較器的區別可分為以下幾點(diǎn)：

1、    比較器的翻轉速度快，大約在NS數量級，而運放翻轉速度一般為US數量級（特殊高速運放除外）

2、    運放可以輸入負反饋電路，而比較器不能使用負反饋，雖然比較器也有同相和反相兩個(gè)輸入端，便因為其內部沒(méi)有相位補償電路，如果輸入負反饋，電路不能穩定工作，內部無(wú)相位補償電路，這也是比較器比運放速度快的原因。

3、    運放輸入初級一般采用推挽電路，雙極性輸出，而多數比較器輸出極為集電級開(kāi)路結構，所以需要上拉電阻，單極性輸出，容易和數字電路連接。

三、肖特基二極管和快恢復二極管又什么區別

　　 

 

快恢復二極管是指反向恢復時(shí)間很短的二極管（5us以下），工藝上多采用摻金措施，結構上有采用PN結型結構，有的采用改進(jìn)的PIN結 構。其正向壓降高于普通二極管（1-2V），反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個(gè)等級。前者反向恢復時(shí)間為數百納秒或更長(cháng)， 后者則在100納秒以下。 

肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)肖特基二極管(Schottky Barrier Diode），具有正向壓降低（0.4－－0.5V）、反向恢復時(shí)間很短（10-40納秒），而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，（信息來(lái)源：www.dqjsw.com.cn）多用于低電壓場(chǎng)合。 

這兩種管子通常用于開(kāi)關(guān)電源。

肖特基二極管和快恢復二極管區別：前者的恢復時(shí)間比后者小一百倍左右，前者的反向恢復時(shí)間大約為幾納秒~！

前者的優(yōu)點(diǎn)還有低功耗，大電流，超高速~！電氣特性當然都是二極管阿~！

快恢復二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開(kāi)關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件.

肖特基二極管： 反向耐壓值較低40V-50V，通態(tài)壓降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢復時(shí)間。它是具有肖特基特性的“金屬半導體結”的二極管。其正向起始電壓 較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的，所以，其反向飽 和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。由于肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時(shí)間常數限制，因而，它是高頻和快速開(kāi)關(guān)的 理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導體）肖特基二極管可以用來(lái)制作太陽(yáng)能電池或發(fā)光二極管。

快恢復二極管：有0.8-1.1V的正向導通壓降，35-85nS的反向恢復時(shí)間，在導通和截止之間迅速轉換，提高了器件的使用頻率并 改善了波形?？旎謴投O管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開(kāi)關(guān)速度,同時(shí)也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆變電源 中做整流元件.

四、變頻器用——電解電容在電路中的作用

1，濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流 后的脈動(dòng)直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓。在實(shí)際中，為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接 有數十至數百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為 0.001－－0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾．

2，耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過(guò)程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，常采用電容藕合．為了防止信號中韻低頻分量損失過(guò)大，一般總采用容量較大的電解電容。

二、電解電容的判斷方法

電解電容常見(jiàn)的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過(guò)程中其內部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過(guò)高或本身質(zhì)量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬(wàn)用表的電阻檔進(jìn)行測量．具體方法為：將電容兩管腳短路進(jìn)行放電，用萬(wàn)用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負極(對指針式萬(wàn)用表，用數字式萬(wàn)用表測量時(shí)表筆互調)，正常時(shí)表

針應先向電阻小的方向擺動(dòng)，然后逐漸返回直至無(wú)窮大處。表針的擺動(dòng)幅度越大或返回的速度越慢，說(shuō)明電容的容量越大，反之則說(shuō)明電容的容 量越?。绫磲樦冈谥虚g某處不再變化，說(shuō)明此電容漏電，如電阻指示值很小或為零，則表明此電容已擊穿短路．因萬(wàn)用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低 耐壓的電容時(shí)比較準確，而當電容的耐壓較高時(shí)，打時(shí)盡管測量正常，但加上高壓時(shí)則有可能發(fā)生漏電或擊穿現象．

三、電解電容的使用注意事項

1、電解電容由于有正負極性，因此在電路中使用時(shí)不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時(shí)電解電容的正極接電源輸出端，負極接地，輸 出負電壓時(shí)則負極接輸出端，正極接地．當電源電路中的濾波電容極性接反時(shí)，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動(dòng)，另一方面又因反向通電 使此時(shí)相當于一個(gè)電阻的電解電容發(fā)熱．當反向電壓超過(guò)某值時(shí)，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過(guò)熱而炸裂損壞．

2．加在電解電容兩端的電壓不能超過(guò)其允許工作電壓，在設計實(shí)際電路時(shí)應根據具體情況留有一定的余量，在設計穩壓電源的濾波電容時(shí)，如果交流電源電壓為220~時(shí)變壓器次級的整流電壓可達22V，此時(shí)選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿(mǎn)足要求．但是，假如交流電源電壓波動(dòng)很大且有可能上升到250V以上時(shí)，最好選擇耐壓30V以上的電解電容。 

3，電解電容在電路中不應靠近大功率發(fā)熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸．

4、對于有正負極性的信號的濾波，可采取兩個(gè)電解電容同極性串聯(lián)的方法，當作一個(gè)無(wú)極性的電容。

五、色環(huán)電阻估算

為了使廣大的初學(xué)者能夠迅速地算出色環(huán)電阻的阻值，筆者根據實(shí)踐經(jīng)驗總結出速算色環(huán)電阻的“順口溜”獻給廣大的初學(xué)者。 

　　   現在常用的色環(huán)電阻多為四環(huán)電阻，也有少數是五環(huán)電阻，而且五環(huán)電阻屬于精密電阻，誤差很小。兩種 色環(huán)電阻的表示方法見(jiàn)圖1，舉例說(shuō)明見(jiàn)圖2，其包環(huán)含義見(jiàn)附表。 

　　   以下是以四環(huán)電阻為例的速算“順口溜”，但也同樣適用于五環(huán)電阻值的計算。 

色環(huán)電阻是四環(huán)，橙為十千黃百千， 

一環(huán)二環(huán)數相連，綠色環(huán)為兆歐級， 

棕1紅2橙是3，藍紫灰白依次排。 

黃4綠5藍為6，阻值誤差百分算， 

紫7灰8白是9，差多差少看四環(huán)。 

黑是O來(lái)不用算，紫點(diǎn)1來(lái)藍點(diǎn)2， 

阻值范圍三環(huán)定，綠點(diǎn)5來(lái)記心間。 

幾點(diǎn)幾歐金銀環(huán)，棕l紅2金是5， 

黑十棕百紅為千，無(wú)色20銀減半。 

　　   “順口溜”中“一環(huán)二環(huán)數相連”表示兩個(gè)數為連寫(xiě)，如一環(huán)為棕色，二環(huán)為紅色，即寫(xiě)為12?！昂谑荗來(lái)不用算”表示數值色環(huán)如果     

為黑環(huán)可直接寫(xiě)成O，如綠、黑環(huán)直接寫(xiě)為50?！白柚捣秶h(huán)定，幾點(diǎn)幾歐金銀環(huán)”指的是該電阻的阻值大小由三環(huán)決定，并且第三環(huán)是 金、銀環(huán)的，說(shuō)明該電阻的阻值范圍在幾點(diǎn)幾歐內，如綠、棕、金環(huán)為5．1Q，而綠、棕、銀則為O．51Ω?！昂谑匕偌t為千”是指電阻第三環(huán)為黑環(huán)時(shí)，該 電阻的阻值在幾十歐以?xún)?，棕色環(huán)時(shí)其阻值在幾百歐以?xún)?，紅色環(huán)時(shí)阻值在幾千歐以?xún)?。如橙、橙、黑?3Ω；橙、橙、棕為330Ω,；而橙、橙、紅則為 3300Ω，以此類(lèi)推?！白柚嫡`差百分算，差多差少看四環(huán)”是指色環(huán)電阻的誤差是用百分數來(lái)計算的，其誤差多少要看第四環(huán)的顏色來(lái)確定。如顏色為金色，則 該電阻的誤差是±5％，無(wú)色環(huán)為±20％，銀色環(huán)的則為±10％。上述三種誤差適用于四環(huán)電阻，而五環(huán)電阻的誤差是看第五道環(huán)，其中紫環(huán)的誤差 為±o．1％，藍環(huán)誤差為±0．2％。綠環(huán)誤差為±O．5％，棕環(huán)誤差為±1％，紅環(huán)誤差為±2％。

六、變頻器用——壓敏電阻基礎知識

1、什么是“壓敏電阻”

　　“壓敏電阻是中國大陸的名詞，意思是"在一定電流電壓范圍內電阻值隨電壓而變"，或者是說(shuō)"電阻值對電壓敏感"的阻器。相應的英文名稱(chēng)叫“Voltage Dependent Resistor”簡(jiǎn)寫(xiě)為“VDR”。

　　壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個(gè)品種?，F在大量使用的"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價(jià)元素（Zn）和六價(jià)元素氧（O）所構成。所以從材料的角度來(lái)看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。 

　　在中國臺灣，壓敏電阻器是按其用途來(lái)命名的，稱(chēng)為"突波吸收器"。壓敏電阻器按其用途有時(shí)也稱(chēng)為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。

2、變頻器維修入門(mén)--壓敏電阻電路的“安全閥”作用

　　壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點(diǎn)是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí)，流過(guò)它的電流極小，相當于一只關(guān)死的閥門(mén)，當電壓超過(guò)UN時(shí)，流過(guò)它的電流激增，相當于閥門(mén)打開(kāi)。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現的異常過(guò)電壓，保護電路免受過(guò)電壓的損害。

3、變頻器維修入門(mén)--應用類(lèi)型

　　不同的使用場(chǎng)合，應用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓/電流應力并不相同，

因而對壓敏電阻的要求也不相同，注意區分這種差異，對于正確使用是十分重要的。

4、變頻器維修入門(mén)--電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應用于瞬態(tài)過(guò)電壓保護，但是它的類(lèi)似于半導體穩壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：

（1）直流高壓小電流穩壓元件，其穩定電壓可高達數千伏以上，這是硅穩壓管無(wú)法達到的。

（2）電壓波動(dòng)檢測元件。 

（3）直流電瓶移位元件。

（4）均壓元件。

（5）熒光啟動(dòng)元件

5、變頻器維修入門(mén)--保護用壓敏電阻的基本性能

（1）保護特性，當沖擊源的沖擊強（或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過(guò)規定值時(shí)，壓敏電阻的限制電壓不允許超過(guò)被保護對象所能承受的沖擊耐電壓（Urp）。

（2）耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應能承受規定的沖擊電流，沖擊能量，以及多次沖擊相繼出現時(shí)的平均功率。

（3）壽命特性有兩項，一是連續工作電壓壽命，即壓敏電阻在規定環(huán)境溫度和系統電壓條件應能可靠地工作規定的時(shí)間（小時(shí)數）。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規定的沖擊的次數。

（4）壓敏電阻介入系統后，除了起到"安全閥"的保護作用外，還會(huì )帶入一些附加影響，這就是所謂"二次效應"，它不應降低系統的正常工 作性能。這時(shí)要考慮的因素主要有三項，一是壓敏電阻本身的電容量（幾十到幾萬(wàn)PF），二是在系統電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線(xiàn)性電流通過(guò)源阻抗的耦 合對其他電路的影響。

 

七、變頻器維修入門(mén)--發(fā)光二極管的好壞測試

 測試發(fā)光二極管的好壞，可以按照測試普通硅二極管正反向電阻的方法測試。指鐘式萬(wàn)用表?yè)茉赗*100或R*1K檔，用黑表筆接發(fā)光二 極管正極，紅表筆接負極，測得正向電阻應在20=40K；用黑表筆接發(fā)光二極管負極，紅表筆接正極，測得反向電阻應大于500K以上。用數字式萬(wàn)用表?yè)茉?二極管檔，黑表筆接發(fā)光二極管正極，紅表筆接負極，阻值為無(wú)窮大。黑表筆接發(fā)光二極管負極，紅表筆接正極，發(fā)光二極管會(huì )有微亮，表示正常。測式方法如圖

　　變頻器維修入門(mén)--電路分析圖
　　
　　對于變頻器修理，僅了解以上基本電路還遠遠不夠的，還須深刻了解以下主要電路。主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動(dòng)電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成。圖2.1是它的結構圖。 

1）驅動(dòng)電路
驅動(dòng)電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個(gè)PWM信號，經(jīng)光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件（逆變模塊）提供驅動(dòng)信號。
對驅動(dòng)電路的各種要求，因換流器件的不同而異。同時(shí)，一些開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)了許多適宜各種換流器件的專(zhuān)用驅動(dòng)模塊。有些品牌、型號的變頻器直接采用專(zhuān)用驅動(dòng)模 塊。但是，大部分的變頻器采用驅動(dòng)電路。從修理的角度考慮，這里介紹較典型的驅動(dòng)電路。圖2.2是較常見(jiàn)的驅動(dòng)電路（驅動(dòng)電路電源見(jiàn)圖2.3）。（信息來(lái) 源：www.dqjsw.com.cn）

驅動(dòng)電路由隔離放大電路、驅動(dòng)放大電路和驅動(dòng)電路電源組成。三個(gè)上橋臂驅動(dòng)電路是三個(gè)獨立驅動(dòng)電源電路，三個(gè)下橋臂驅動(dòng)電路是一個(gè)公共的驅動(dòng)電源電路。
2）保護電路
當變頻器出現異常時(shí)，為了使變頻器因異常造成的損失減少到最小，甚至減少到零。每個(gè)品牌的變頻器都很重視保護功能，都設法增加保護功能，提高保護功能的有效性。
在變頻器保護功能的領(lǐng)域，廠(chǎng)商可謂使盡解數，作好文章。這樣，也就形成了變頻器保護電路的多樣性和復雜性。有常規的檢測保護電路，軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅動(dòng)電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等，內部都具有保護功能。
圖2.4所示的電路是較典型的過(guò)流檢測保護電路。由電流取樣、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成。

 3）開(kāi)關(guān)電源電路
開(kāi)關(guān)電源電路向操作面板、主控板、驅動(dòng)電路及風(fēng)機等電路提供低壓電源。圖2.5富士G11型開(kāi)關(guān)電源電路組成的結構圖。

 

直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級端，開(kāi)關(guān)調整管串接脈沖變壓器另一個(gè)初級端后，再接到直流高壓N端。開(kāi)關(guān)管周期性地導通、截止，使初級直流電壓換成矩 形波。由脈沖變壓器耦合到次級，再經(jīng)整流濾波后，獲得相應的直流輸出電壓。它又對輸出電壓取樣比較，去控制脈沖調寬電路，以改變脈沖寬度的方式，使輸出電 壓穩定。
4）主控板上通信電路
當變頻器由可編程（PLC）或上位計算機、人機界面等進(jìn)行控制時(shí)，必須通過(guò)通信接口相互傳遞信號。圖2.6是LG變頻器的通訊接口電路。

 

頻器通信時(shí)，通常采用兩線(xiàn)制的RS485接口。西門(mén)子變頻器也是一樣。兩線(xiàn)分別用于傳遞和接收信號。變頻器在接收到信號后傳遞信號之前，這兩種信號都經(jīng)過(guò)緩沖器A1701、75176B等集成電路，以保證良好的通信效果。
所以，變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路，還有信號的抗干擾電路。

5）外部控制電路

變頻器外部控制電路主要是指頻率設定電壓輸入，頻率設定電流輸入、正轉、反轉、點(diǎn)動(dòng)及停止運行控制，多檔轉速控制。頻率設定電壓（電流）輸入信號通過(guò)變頻器內的A/D轉換電路進(jìn)入CPU。其他一些控制通過(guò)變頻器內輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中。
　　
　　在下面文章中,上傳了有關(guān)變頻器的維修知識供大家分享!
　　根據大家對我的提議以及對我的支持，現在將一些變頻器最基本，基礎的知識貢獻給大家。
　　變頻器開(kāi)關(guān)電源電路
　　變頻器開(kāi)關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。開(kāi)關(guān)電源電路如下圖，是由UC3844組成的開(kāi)關(guān)電路：
　　開(kāi)關(guān)電源主要有以下特點(diǎn):
　　1,體積小,重量輕:由于沒(méi)有工頻變頻器，所以體積和重量吸有線(xiàn)性電源的20~30%
　　2，功耗小，效率高：功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所以晶體管的上功耗小，轉化效率高，一般為60~70%，而線(xiàn)性電源只有30~40%

　　
　　二極管限幅電路限幅器是一個(gè)具有非線(xiàn)性電壓傳輸特性的運放電路。其特點(diǎn)是：當輸入信號電壓在某一范圍時(shí)，電路處于線(xiàn)性放大狀態(tài)，具有恒定的放大倍數， 而超出此范圍，進(jìn)入非線(xiàn)性區，放大倍數接近于零或很低。在變頻器電路設計中要求也是很高的，要做一個(gè)好的變頻器維修技術(shù)員，了解它也相當重要。（信息來(lái) 源：www.dqjsw.com.cn電氣自動(dòng)化技術(shù)網(wǎng)）
　　1、 二極管并聯(lián)限幅器電路圖如下所示：
　　

　　2、二極管串聯(lián)限幅電路如下圖所示：　　

　　
　　變頻器控制電路組成
　　
　　如圖1所示，控制電路由以下電路組成：頻率、電壓的運算電路、主電路的電壓、電流檢測電路、電動(dòng)機的速度檢測電路、將運算電路的控制信號進(jìn)行放大的驅動(dòng)電路，以及逆變器和電動(dòng)機的保護電路。
　　
　　在圖 1點(diǎn)劃線(xiàn)內，無(wú)速度檢測電路為開(kāi)環(huán)控制。在控制電路增加了速度檢測電路，即增加速度指令，可以對異步電動(dòng)機的速度進(jìn)行控制更精確的閉環(huán)控制。
　　　　1)運算電路將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。
　　　　2)電壓、電流檢測電路
　　　　 與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
　　　　3)驅動(dòng)電路
　　　　 為驅動(dòng)主電路器件的電路，它與控制電路隔離使主電路器件導通、關(guān)斷。
　　　　4)I/0輸入輸出電路
　　　　 為了變頻器更好人機交互，變頻器具有多種輸入信號的輸入 (比如運行、多段速度運行等)信號，還有各種內部參數的輸出“比如電流、頻率、保護動(dòng)作驅動(dòng)等)信號。
　　　　5)速度檢測電路
　　　　 以裝在異步電動(dòng)軸機上的速度檢測器 (TG、PLG等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據指令和運算可使電動(dòng)機按指令速度運轉。
　　　　6)保護電路
　　　　 檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。
　　　　 逆變器控制電路中的保護電路，可分為逆變器保護和異步電動(dòng)機保護兩種，保護功能如下 　　
　　
　　變頻器驅動(dòng)電路的HCPL-316J特性
　　
　　　　HCPL-316J是由Agilent公司生產(chǎn)的一種IGBT門(mén)極驅動(dòng)光耦合器，其內部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測電路及故障狀態(tài)反饋電路， 為驅動(dòng)電路的可靠工作提供了保障。其特性為：兼容CMOS/TYL電平；光隔離，故障狀態(tài)反饋；開(kāi)關(guān)時(shí)間最大500ns；“軟”IGBT關(guān)斷；欠飽和檢測 及欠壓鎖定保護；過(guò)流保護功能；寬工作電壓范圍(15～30V)；用戶(hù)可配置自動(dòng)復位、自動(dòng)關(guān)閉。 DSP與該耦合器結合實(shí)現IGBT的驅動(dòng)，使得IGBT VCE欠飽和檢測結構緊湊，低成本且易于實(shí)現，同時(shí)滿(mǎn)足了寬范圍的安全與調節需要。
　　
　　HCPL-316J保護功能的實(shí)現
　　
　　　　HCPL-316J內置豐富的IGBT檢測及保護功能，使驅動(dòng)電路設計起來(lái)更加方便，安全可靠。其中下面詳述欠壓鎖定保護(UVLO) 和過(guò)流保護兩種保護功能的工作原理：
　　
　　(1)IGBT欠壓鎖定保護(UVLO)功能
　　
　　在剛剛上電的過(guò)程中，芯片供電電壓由0V逐漸上升到最大值。如果此時(shí)芯片有輸出會(huì )造成IGBT門(mén)極電壓過(guò)低，那么它會(huì )工作在線(xiàn)性放大區。 HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護的功能(UVLO)可以解決此問(wèn)題。當VCC與VE之間的電壓值小于12V時(shí)，輸出低電平，以防止IGBT工作在線(xiàn)性 工作區造成發(fā)熱過(guò)多進(jìn)而燒毀。示意圖詳見(jiàn)圖1中含UVLO部分。
　　

　　圖1 HCPL-316J內部原理圖
　　
　　(2)IGBT過(guò)流保護功能
　　
　　　　HCPL-316J具有對IGBT的過(guò)流保護功能，它通過(guò)檢測IGBT的導通壓降來(lái)實(shí)施保護動(dòng)作。同樣從圖上可以看出，在其內部有固定的7V電 平，在檢測電路工作時(shí)，它將檢測到的IGBT C～E極兩端的壓降與內置的7V電平比較，當超過(guò)7V時(shí)，HCPL-316J芯片輸出低電平關(guān)斷IGBT，同時(shí)，一個(gè)錯誤檢測信號通過(guò)片內光耦反饋給輸入 側，以便于采取相應的解決措施。在IGBT關(guān)斷時(shí)，其C～E極兩端的電壓必定是超過(guò)7V的，但此時(shí)，過(guò)流檢測電路失效，HCPL-316J芯片不會(huì )報故障 信號。實(shí)際上，由于二極管的管壓降，在IGBT的C～E 極間電壓不到7V時(shí)芯片就采取保護動(dòng)作。
　　

　　整個(gè)電路板的作用相當于一個(gè)光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)產(chǎn)生 XPWM1及XCLEAR*信號輸出給HCPL-316J，同時(shí)HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號FAULT*給控制器。同時(shí)在芯片的輸出端接了 由NPN和PNP組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力，匹配IGBT驅動(dòng)要求。
　　
　　當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時(shí)，推挽電路上管(T1)導通，下管(T2)截止， 三端穩壓塊LM7915輸出端加在IGBT門(mén)極(VG1)上，IGBT VCE為15V，IGBT導通。當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為低電平時(shí)，上管(T1)截止，下管(T1)導通，VCE為-9V，IGBT關(guān) 斷。以上就是IGBT的開(kāi)通關(guān)斷過(guò)程。