《康沃CVF-G-5.5kW变频器》主电路图
《康沃CVF-G-5.5kW变频器》主电路图说

 
这台5.5kW康沃变频器的主电路，就是一个模块加上四只电容器呀。除了模块和电容，没有其它东西了。在维修界，流行着这样的说法：宁修三台大的，不修一台小的；小机器风险大，大机器风险小。小功率变频器结构紧凑，有时候检查电路都伸不进表笔去，只有引出线来测量，确实麻烦。此其一；小功率变频器，主电路就一个模块，整流和逆变都在里面了。内部坏了一只IGBT管子，一般情况下只有将整个模块换新，投入的成本高，利润空间小。而且万一出现意外情况，换上的模块再坏一次，那就是赔钱买卖了。要高了价，用户不修了，要低的价，有一定的修理风险。如同鸡肋，食之无味，弃之可惜。修理风险也大。大机器空间大，在检修上方便，无论是整流电路还是逆变电路，采用分立式模块，坏一只换一只，维修成本偏偏低下来了。而大功率变频器的维修收费上，相应空间也大呀。修一台大功率机器，比修小的三台，都合算啊。
    因变频器直流电路的储能电容器容量较大，且电压值较高，整流电路对电容器的直接充电，有可能会造成整流模块损坏和前级电源开关跳闸。其实这种强Y充电，对电容器的电极引线，也是一个大的冲击，也有可能造成电容器的损坏。故一般在整流电路和储能电容器之
间接有充电电阻和充电继电器（接触器）。变频器在上电初期，由充电电阻限流给电容器充电，在电容器上建立起一定电压后，充电继电器闭合，整流电路才与储能电容器连为一体，变频器可以运行。充电电阻起了一个缓冲作用，实施了一个安全充电的过程。
    当负载转速超过变频器的输出转速，由U、V、W输出端子向直流电路馈回再生能量时，若不能及时将此能量耗散掉，异常升高的直流电压会危及储能电容和逆模块的安全。BSM15GP120模块内置制动单元，机器内部内置制动电阻RXG28-60。虽有内置制动电阻，但机器也有P1、PB外接制动电阻端子，当内置电阻不能完全消耗再行能量时，可由端子并接外部制动电阻，完成对电机发电的再生能量的耗散。制动单元的开关信号由GB、N两个控制端子引入，制动开关信号是由CPU主板提供的。
    对IGBT逆变电路的保护，1、过流、短路保护电路——IGBT管压降检测电路，又称为模块故障检测电路。驱动电路一般也兼有模块故障检测功能。在IGBT模块内流通异常电流时，实施快速停机保护；2、电压保护电路——直流电路的电压检测电路，逆变电路供电异常时，实施停机保护；3、个别机器还有输入三相电源检测电路，和输出三相电压检测电路，在输入电源电压缺相和缺出异常时，均会实施停机保护；4、温度保护电路——模块温度检测电
路，在运行状态中检测模块温度异常上升时，实施停机保护。一般的温度检测电路，由温度传感元件与后续电路构成。BSM15GP120模块内部，内置有模块温度检测电路，模块温升异常时输出高电平信号给CPU。
    早期生产的变频器产品，逆变功率电路有采用可控硅器件的，在可控硅的关断和换相上控制较为复杂，载波频率往往也较低。电机运行的噪声和振动都要大一些。是不是也有人考虑过用双极型器件（晶体三极管）做功率逆变电路的，但因三极管为电流驱动型器件，驱动电路须提供很大的驱动功率，这会带来极大驱动功耗和驱动电路应做成一块相当大的线路板，这样不光考虑模块的散热，还要考虑驱动电路的散热了。也有人考虑用场效应晶体管来做，但场效应晶体管的导导通压降太大，这会形成管子本身的功耗，而且场效应晶体管的功率容量也是有限的。再后来，随着技术的进步，出现了新型器件——IGBT管子。该器件融合了双极型器件和场效应器件两者的优点——电压控制、较小的导通压降和较大的功率容量。使驱动电路和IGBT模块本身的功耗都大为降低，并且易于驱动。所以现在所有的变频器的功率输出电路，一律都是采用IGBT模块了。
《康沃CVF-G-5.5kW变频器》开关电源电路图
《康沃CVF-G-5.5kW变频器》开关电源电路图说
任何电子设备，电源电路的故障率总是相当高的——因其要提供整机的电源供应，负担最重。看家电维修有关彩电视机的文章，对于开关电源的修理，那是需要拿出专门章节来讨论的。变频器的开关电源电路，形式上比较单一，相差倒不大，不像彩电的电源电路那么五花八门。别以为电路简单，修理就会相对简单，简单电路也是有疑难故障的哟！检修起来不
像线性电源那么直观，开关电源的任一个小环节——振荡、稳压、保护、负载等出现异常，都会使电路出现千奇百怪的故障现象！人干电气、电子修理这个行当越久、越深入，便越是自负不起来，同一种电路，你修过了一千种故障，但说不定哪一天，在你觉得踌躇满志不在话下的当儿，第一千零一种故障现身了，也能让你挠会儿头。
    R40、R41、LED组成上电启动电路，为振荡芯片U1-3844B提供上电时的起振电流。在电路起振工作后，由自供电绕组、D13、D14、C30构成的整流滤波电路为U1提供工作电源。自供电绕组、D13、C31整流滤波电路输出的电压，同时也作为反馈电压信号输入到U1的2脚，由内部误差放大器与基准电压比较，输出控制电压控制内部PWM波发生器，改变U1的6脚输出脉冲的占空比，从而控制开关管K2225的导通与截止时间，维持次级绕组输出电压的稳定。自供电绕组、D13、D14、C30、C31既是U1的供电电源，同时构成了稳压电路，将因电网电压波动或负载电流变动引起的次级绕组输出电压的变化，反馈到U1的2脚，实现稳压控制。
    在U1的7脚供电电压值超过16V以上时，U1的8脚输出5V基准电压，为U1的4脚外接振荡电路的定时元件提供充、放电能量，4脚R、C元件与内部电路配合，在4脚产生锯齿波振荡脉冲，该脉冲送入内部PWM波形成电路。
    开关变压器BT的初级绕组与开关管串接，由开关管的导通和截止，将直流供电能量经BT绕组转变为交变能量（电磁能量），再耦合到次级电路。与主绕组相并联的D15、C32、R39等元件，提供开关管截止时主绕组感生反向电流的泄放通路，抑制了反向电压的峰值，并加快了开关管的截止速度，同时也避免了开关管承受过高反压而损坏，具有一定保护作用；开关管源极串联的电流采样电路R37，将流过主绕组和开关管的电流转化为电压信号，输入到U1的3脚，当开关管流过异常电流时，R37上电压降上升，U1的3脚内部电流信号处理电路，输出控制信号，或改变6脚脉冲信号的占空比，使开关管截止时间变长，以降低电源的输出电流。在有过流状况发生但R36上电压降在1V以下时，内部电流信号处理电路输入信号，控制6脚输出信号的占空比，实施限流控制。而当过流严重使R36上电压上升为1V以上时，内部电流信号处理电路使U1模块电源图片停振，以实施过流保护。当听到开关电源发出“打嗝”声，处于时振时停状态下，说明负载电路有严重过流情况发生，处于过流停振保护的临界点上。“打嗝”现象，实质上是电路本身实施的保护动作。
    次级绕组输出电压经D9、C25整流滤波成+8V直流电源，送入CPU主板，再经后级电路稳压成+5V，供CPU电路；次级绕组输出电压经D6、C20整流滤波成24V直流电源，供充电继电器MC的线圈供电，变频器上电时，先由充电电阻给直流电路的储能电容器充电，CPU再
输出一个MC闭合指令（由CON1端子的29脚进入），MC闭合，将充电电阻短接。24V电源还作为两只散热风扇的供电电源，两只散热风扇由三极管T2、T3驱动，风扇运转指令也由CPU以端子CON1的27脚输入，控制T2、T3的导通与截止。另有两组D10、C27和D8、C23等整流滤波电源，分别输出+18V和-18V两路供电，送入CPU主板，再由后级稳压电路处理成+15V、-15V直流稳压电源，供电流、电压保护检测电路和控制电路。-18V的供电绕组，同时还由D7正向整流成正电压，作为直流电压的检测信号，送入后级直流电路电压检测电路，进一步处理后，送入CPU，供过、欠压保护、直流电压显示、参与输出电路控制等。
康沃CVF-G-5.5kW变频器》驱动电路图
《康沃CVF-G-5.5kW变频器》驱动电路图说 
小功率变频器主电路、开关电源电路、驱动电路，往往是做于一块线路板上的，不能简单地称为电源/驱动板了，三相整流、三相逆变和储能电容器也在线路板上呀。该块线路板的故障率较高，能占到变频器总故障率的80%左右。CPU主板故障相对较小，低电压小电流信号嘛。主电路器件，如逆变模块，和驱动电路，有故障共生的特点，模块的损坏，必将波及驱动电路受冲击；驱动电路的异常，也往往危及到模块。所谓变频器维修，维修人员的大部分时间是耗费在这块板子上的。电源/驱动板的电路结构是大同小异的，各个品牌的变频器的电源/驱动板——你要是修理多了经手多了——感觉都差不多的。CPU主板，这是一个不太准确的称谓，变频器的中心控制部件国人习惯上称为单片机，国际上称其为微控制器（因结构性能上高于微处理器）。但大家吆喝CPU主板已经成习惯了，仿佛约定俗成似的，我也随大溜，把以微控制器为中心的那块板子，称为CPU主板了。CPU主板电路，包括单片机及外单片机外围电路，控制端子的输入、输出信号电路、电流电压检测电路、温度检测电路、其它控制电路等。对CPU主板电路的维修，在无电路原理图的情况下，难度是较大的。尤其是多层印刷线路和小体积贴片元件构成的CPU主板。一般变频器都是都是由这两块板子构成的，当然也有例外的啊，也有把开关电源与单片机做在一个板子上的。

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