典型的变频压缩机电机驱动电路由微处理器IC1、IPM和压缩机构威,如图1所示。
1.IPM的构成与引脚功能
常见的PS21564型IPM内部由6只IGBT型功率管及其驱动电路、保护电路、自举电源等构成,如图2所示,它的引脚功能如表1所示。
在图4-17中,3个驱动电路HMC驱动三相桥臂的上管,驱动电路LVIC驱动三相桥臂的下管。其中,驱动电路由PWM信号的整形电路、电平移位电路、欠压保护电路、IGBT驱动电路构成,如图3所示。
2. IPM的工作原理
IPM内3个半桥电路的构成和工作原理相同,下面通过介绍一个半桥电路的原理,使读者了解IPM的工作原理,电路如图4所示。
当输入的脉冲信号为高电平,LVIC 驱动电路输出低电平信号时,IGBT2截止,同时经过脉冲鉴别器确认,并且供电正常时,闩锁逻辑电路上端输出的驱动信号为高电平,下端输出的驱动信号为低电平,使驱动管VT1导通,VT2关断,VT1的S极输出的电压使IGBT1导通,IGBTI导通后,从输出端为压缩机电机绕组供电,使电机绕组形成正向电流。当输入脉冲信号为低电平时,VT1截止,VT2导通,使IGBT1关断,同时LVIC电路使IGBT2导通,IGBT2导通后,电机绕组产生的反相电动势通过IGBT2到地,形成反向电流。
3.IPM的自举供电
目前,IPM 都采用了单电源供电方式,是通过自举升压实现供电的。如图4所示,电阻R1、自举二极管VD1和自举电容C1组成供电自举升压电路。如上所述,当激励脉冲为低电平时,IGBT1 截止,IGBT2 导通,15V电压通过R1和VD1为C1充电,使C1两端建立14.5V左右的电压,该电压为激励管VT1的供电电压。当驱动脉冲为高电平时,IGBT2 截止,VT1导通,C1两端的14.5V电压通过VT1使IGBT1导通,从而实现自举升压控制。
提示:为了保证CI两端充电电压达到14.5V,需要IGBT2有足够的导通时间(≥200us)。
4. 保护电路
目前,变频空调器采用的IPM内设置了过流、欠压、过热、短路保护电路。一旦发生欠压、过流、过热等故障,IPM 内部的保护电路动作,不仅切断IPM输入的驱动信号,使IPM停止工作,而且输出保护信号。该信号通过接口电路送到室外微处理器,室外微处理器发出控制信号,使空调器停止工作并通过指示灯或显示屏显示故障代码,表明该机进入IPM异常的保护状态。
5.常见故障与检测
(1)常见故障
通信电路异常不仅会产生整机不工作、通信报警的故障,而且会产生空调器有时正常、有时保护性停机,显示屏显示无负载或IPM异常故障代码的故障。
(2)故障检测
IPM的检测方法主要有3种:一是直观检查法,若发现IPM的表面有裂痕,则说明IPM已损坏;二是将万用表置于“二极管”挡,分别测U、V、W端子与P、N端子间的正向电阻,显示屏显示的数值范围是380~450Ω,而反向电阻的阻值为无穷大,否则,说明IPM内的IGBT击穿;三是将万用表置于250V交流电压挡,测量IPM的W、U、V端子的输出电压应为0~160V,并且任意两相间的电压值应相同,否则IPM或压缩机绕组开路。若确认压缩机绕组正常,则说明IPM损坏。
提示:测量IPM的阻值时,实际测量值是IGBT的ce结上并联的二极管的阻值,因此,测量阻值只能判断IGBT或并联的二极管是否击穿,而不能测量出IGBT性能下降等故障。
注意:若IPM内的IGBT损坏,必须要对自举升压电路的电容、电阻和二极管进行检查,以免更换后的IPM再次损坏。
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