專利名稱：一種變頻器電路及使用該種變頻器電路的變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變頻調(diào)速器領(lǐng)域，尤其涉及適用于變頻調(diào)速器的一種使 用絕緣柵雙極型功率管的電路領(lǐng)域。
本實用新型涉還涉及一種變頻器。
背景技術(shù)：
絕緣沖冊雙極型功率管，又稱iGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，是由BJT (雙極型三極管)和M0S (絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的 復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式電力電子器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低 導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較 大；M0SFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT 綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直 流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電 路、牽引傳動等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的小功率小體積變頻器逆變電路元件多采用智能 電力模塊，即把逆變電路所需絕緣柵雙極型功率管(下文稱IGBT)及驅(qū)動電 路集成在一個芯片上形成所謂的智能電力模塊
如中國實用新型專利公開號"CN2682709 "名稱為"中、高壓變頻器 IGBT過流處理電路"的專利公開了一種中、高壓變頻器IGBT過流處理電路， 一種中、高壓變頻器IGBT，過流處理電路，組成包括，驅(qū)動電路，脈沖計數(shù) 器，數(shù)字比較器，可通過帶有過電流檢測和復(fù)位功能的通用厚膜IGBT驅(qū)動電 路，將過流信號送入一個計數(shù)器，計數(shù)的結(jié)果與另一個預(yù)置的數(shù)據(jù)進行比 較，比較的結(jié)果再去控制中、高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)是否進行立即停機動作；其 特征是帶有過電流檢測和復(fù)位功能的通用厚膜IGBT驅(qū)動電路的C 、 G和E 為IGBT器件提供驅(qū)動信號并檢測其過流情況，該驅(qū)動電路經(jīng)G1 in向脈沖計 數(shù)器傳送IGBT過流脈沖信號，其輸出再經(jīng)COm傳送到數(shù)字比較器(3)，并由 它與預(yù)置數(shù)Set進行比較，比較的結(jié)果再輸出至G10ut ，此GlOut就是我們 需要的IGBT過流處理信號，預(yù)置數(shù)Set是可以隨時修改的，Rs t l和Rs t 2 分別是脈沖計數(shù)器2和厚膜IGBT驅(qū)動電路的復(fù)位端，Pwm是厚膜IGBT驅(qū)動電路的輸入脈寬調(diào)制信號。
該種變頻器電路中采用智能電力模塊，其體積小，安裝方便。電路設(shè)計
筒單。但是，由于電力模塊多為進口元件，因此采購周期長，采購成本高； 并且，該種智能電力模塊把IGBT集成在一個芯片上，但是采用上述智能電力 模塊結(jié)構(gòu)對于后期的維護帶來不便及增加維修成本； 一般情況下IGBT不可能 同時損壞，大多是單臂、上橋或下橋及制動IGBT損壞。模塊只要一個IGBT損 壞就要更換整個模塊，造成了浪費。在一些中小城市還很難購買到同一型號 的模塊，由此增加了成本。

實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低變頻器電 路。同時，本實用新型還提供一種采用該變頻器電路的變頻器。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 本實用新型的一種變頻器電路，
其包括用于將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電的逆變電路，其中，該逆變電路 包括驅(qū)動電路和與該驅(qū)動電路對應(yīng)連接的絕緣柵雙極型功率管，其中，驅(qū) 動電路包括用于隔離上橋驅(qū)動信號的第一光電耦合器，用于隔離下橋驅(qū)動 信號的第二光電耦合器，用于提供恒定電壓的恒壓電源.用于控制驅(qū)動電路 開通、關(guān)斷的智能化功率模塊，與所述第一光電耦合器連接、用于驅(qū)動該第 一光電耦合器的上橋驅(qū)動信號電路，與所述第二光電耦合器連接、用于驅(qū)動 該第二光電耦合器的下橋驅(qū)動信號電路；所述絕緣柵雙極型功率管包括，第 一、第二絕緣柵雙極型功率管，所述第一、第二光電耦合器分別與對應(yīng)的第 一、第二絕緣柵雙極型功率管連接。
進一步，所述變頻器電路進一步包括所述第一、第二光電耦合器分別 與所述第一、第二絕緣柵雙極型功率管的柵極連接。
進一步，所述變頻器電路包括三組并聯(lián)的、結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動驅(qū)動電路和 與其對應(yīng)連接的三組絕緣柵雙極型功率管；三組絕緣才冊雙極型功率管把直流 電源逆變成頻率、電壓均可控制的交流電。
進一步，所述的變頻器電路的三組驅(qū)動電路中的恒壓電源為驅(qū)動直流電 源，該驅(qū)動直流電源的輸出正極與所述驅(qū)動電路的上橋連接，其輸出負極與 該驅(qū)動電路的下橋連接。進一步，所述絕緣柵雙極型功率管的柵極上串聯(lián)有電阻；在正常情況下 絕緣柵雙極型功率管的開通速度越快，損耗越小，而開通的越快，絕緣柵雙 極型功率管承受的峰值電流越大，越容易導(dǎo)致絕緣柵雙極型功率管損壞。 因此通過絕緣柵雙極型功率管的柵極上串聯(lián)電阻，可以降低絕緣柵雙極型功 率管的柵極驅(qū)動電壓的上升速率，降低其承受的峰值電流。
進一步，所述絕緣柵雙極型功率管的柵極和發(fā)射極間并聯(lián)有由電阻和電 容并聯(lián)而成的電路；采用在絕緣柵雙極型功率管的柵極和發(fā)射極間并聯(lián)有由 電阻和電容而成的電路可以防止絕緣柵雙極型功率管集射極問處在高阻輸出 狀態(tài)，使柵極電容被以外充電，防止導(dǎo)致使絕緣柵雙極型功率管意外導(dǎo)通。
進一步，所述驅(qū)動直流電源上并聯(lián)有穩(wěn)壓電路，絕緣柵雙極型功率管的 柵極通過氧化膜和發(fā)射極實現(xiàn)電隔離。由于氧化膜很薄，驅(qū)動電壓過高會擊 穿柵極使絕緣柵雙極型功率管損壞，為了防止驅(qū)動電壓過高，在驅(qū)動電源上 并聯(lián)個穩(wěn)壓電路，使電壓能穩(wěn)地在安全數(shù)值。
進一步，變頻器電路進一步包括與所述三組驅(qū)動電路并聯(lián)的能耗制動 電路，該能耗制動電路包括制動信號驅(qū)動電路和與該制動信號驅(qū)動電路連接 的制動絕緣柵雙極型功率管，該制動絕緣柵雙極型功率管與所述三組絕緣柵 雙極型功率管相同；在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的降速和停機，有可能使電 動機處于發(fā)電狀態(tài)，由于直流電路的電能無法回輸給電網(wǎng)，使直流電壓升 高，過高的直流電壓將使變頻器件受到損害。因此，當直流電壓超過一定值 時，通過能耗制動電路消耗掉。
一種變頻器，包括外殼，設(shè)置在該外殼內(nèi)的散熱片，硬質(zhì)線路板和與 該硬質(zhì)線路板連接的電源板，該硬質(zhì)線路板設(shè)有上述的變頻器電路，該硬質(zhì) 線路板通過設(shè)置在其上的六個連接住和一個排插與該電源板連接，所述散熱 片和硬質(zhì)線路板間設(shè)有矽膠絕緣散熱層；由于絕緣柵雙極型功率管模塊的金 屬基板為集極，因此要在散熱片與基板間貼上一片矽膠絕緣散熱層；保證良 好的絕緣與散熱。
本實用新型的一種變頻器電路，采用驅(qū)動電路和與該驅(qū)動電路對應(yīng)連接 的絕緣柵雙極型功率管，其中，驅(qū)動電路包括用于隔離上橋驅(qū)動信號的第 一光電耦合器，用于隔離下橋驅(qū)動信號的第二光電耦合器，用于提供恒定電 壓的恒壓電源，用于控制驅(qū)動電路開通、關(guān)斷的智能化功率模塊，與所述第 一光電耦合器連接、用于驅(qū)動該第一光電耦合器的上橋驅(qū)動信號電路，與所述第二光電耦合器連接、用于驅(qū)動該第二光電耦合器的下橋驅(qū)動信號電路； 所迷絕緣柵雙極型功率管包括，第一、第二絕緣柵雙極型功率管，所述第 一、第二光電耦合器分別與對應(yīng)的第一、第二絕緣柵雙極型功率管連接，由 此簡化了變頻器電路的結(jié)構(gòu)，降低了驅(qū)動電路在PCB板上占用面積，并且， 釆用該種結(jié)構(gòu)便于維護，可以廣泛的替代現(xiàn)有的智能電力模塊故，降低了成 本。采用上述電路結(jié)構(gòu)的變頻器同樣具有上述優(yōu)點。


為了易于說明，本實用新型由下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。 圖1本實用新型的變頻器電路原理結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
請參閱圖l所示，本實用新型的一種變頻器電路，其包括其包括用 于將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電的逆變電路，其中，該逆變電路包括驅(qū)動電路 和與該驅(qū)動電路對應(yīng)連接的絕緣柵雙極型功率管IGBT，其中，驅(qū)動電路包 括用于隔離上橋驅(qū)動信號的第一光電耦合器(圖中未示出)，用于隔離下 橋驅(qū)動信號的第二光電耦合器(圖中未示出)，用于提供恒定電壓的恒壓電 源(圖中未示出)，用于控制驅(qū)動電路開通、關(guān)斷的智能化功率模塊(圖中 未示出)，與所述第一光電耦合器連接、用于驅(qū)動該第一光電耦合器的上橋 驅(qū)動信號電路，與所述第二光電耦合器連接、用于驅(qū)動該第二光電耦合器的 下橋驅(qū)動信號電路；所述絕緣柵雙極型功率管IGBT包括，第一、第二絕緣柵 雙極型功率管IGBT，所述第一、第二光電耦合器分別與對應(yīng)的第一、第二絕 緣柵雙極型功率管IGBT連接。
本具體實施方式
中，所述變頻器電路進一步包括所述第一、第二光電 耦合器分別與所述第一、第二絕緣柵雙極型功率管IGBT的柵極連接。
本具體實施方式
中，所述變頻器電路包括三組并聯(lián)的、結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動 驅(qū)動電路和與其對應(yīng)連接的三組絕緣柵雙極型功率管IGBT;三組絕緣柵雙極 型功率管IGBT;J巴直流電源逆變成頻率、電壓均可控制的交流電。
本具體實施方式
中，所述的變頻器電路的三組驅(qū)動電路中的恒壓電源為 驅(qū)動直流電源，該驅(qū)動直流電源的輸出正極與所述驅(qū)動電路的上橋連接，其 輸出負極與該驅(qū)動電路的下橋連接。
7本具體實施方式
中，所述絕緣柵雙極型功率管IGBT的柵極上串聯(lián)有電 阻；在正常情況下絕緣柵雙極型功率管IGBT的開通速度越快，損耗越小，而 開通的越快，絕緣柵雙極型功率管IGBT承受的峰值電流越大，越容易導(dǎo)致 絕緣柵雙極型功率管IGBT損壞。因此通過絕緣柵雙極型功率管IGBT的柵極上 串聯(lián)電阻，可以降低絕緣4冊雙極型功率管IGBT的4冊極驅(qū)動電壓的上升速率， 降低其承受的峰值電流。
本具體實施方式
中，所述絕緣柵雙極型功率管I GBT的柵極和發(fā)射極間并 聯(lián)有由電阻和電容并聯(lián)而成的電路；采用在絕緣柵雙極型功率管IGBT的柵極
IGBT集射極問處在高阻輸出狀態(tài)，使柵極電容被以外充電，防止導(dǎo)致使絕緣 柵雙極型功率管IGBT意外導(dǎo)通。
本具體實施方式
中，所述驅(qū)動直流電源上并聯(lián)有穩(wěn)壓電路，絕緣柵雙極 型功率管IGBT的柵極通過氧化膜和發(fā)射極實現(xiàn)電隔離。由于氧化膜很薄，驅(qū) 動電壓過高會擊穿柵極使絕緣柵雙極型功率管IGBT損壞，為了防止驅(qū)動電壓 過高，在驅(qū)動電源上并聯(lián)個穩(wěn)壓電路，使電壓能穩(wěn)地在安全數(shù)值。
本具體實施方式
中，變頻器電路進一步包括與所述三組驅(qū)動電路并聯(lián) 的能耗制動電路，該能耗制動電路包括制動信號驅(qū)動電路和與該制動信號驅(qū) 動電路連接的制動絕緣柵雙極型功率管IGBT ，該制動絕緣柵雙極型功率管 IGBT與所述三組絕緣柵雙極型功率管IGBT相同；在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動機 的降速和停機，有可能使電動機處于發(fā)電狀態(tài)，由于直流電路的電能無法回 輸給電網(wǎng)，使直流電壓升高，過高的直流電壓將使變頻器件受到損害。因 此，當直流電壓超過一定值時，通過能耗制動電路消耗掉。
本具體實施方式
還包括一種變頻器(圖中未示出)，包括外殼，設(shè)置 在該外殼內(nèi)的散熱片，硬質(zhì)線路板和與該硬質(zhì)線路板連接的電源板，該硬質(zhì) 線路板設(shè)有上述的變頻器電路，該硬質(zhì)線路板通過設(shè)置在其上的六個連接住 和一個排插與該電源板連接，所述散熱片和硬質(zhì)線路板間設(shè)有矽膠絕緣散熱 層；由于絕緣柵雙極型功率管模塊的金屬基板為集極，因此要在散熱片與基 板間貼上一片矽膠絕緣散熱層；保證良好的絕緣與散熱。
以上所述之具體實施方式
為本實用新型的較佳實施方式，并非以此限定本實用新型的具體實施范圍，凡依照本實用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變 化均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種變頻器電路，其包括用于將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電的逆變電路，其特征在于，該逆變電路包括驅(qū)動電路和與該驅(qū)動電路對應(yīng)連接的絕緣柵雙極型功率管，其中，驅(qū)動電路包括用于隔離上橋驅(qū)動信號的第一光電耦合器，用于隔離下橋驅(qū)動信號的第二光電耦合器，用于提供恒定電壓的恒壓電源，用于控制驅(qū)動電路開通、關(guān)斷的智能化功率模塊，與所述第一光電耦合器連接、用于驅(qū)動該第一光電耦合器的上橋驅(qū)動信號電路，與所述第二光電耦合器連接、用于驅(qū)動該第二光電耦合器的下橋驅(qū)動信號電路；所述絕緣柵雙極型功率管包括，第一、第二絕緣柵雙極型功率管，所述第一、第二光電耦合器分別與對應(yīng)的第一、第二絕緣柵雙極型功率管連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器電路，其特征在于所述變頻器電 路進一步包括所述第一、第二光電耦合器分別與所述第一、第二絕緣柵雙 極型功率管的柵極連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器電路，其特征在于所述變頻器電 路包括三組并聯(lián)的、結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動驅(qū)動電路和與其對應(yīng)連接的三組絕緣柵 雙極型功率管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器電路，其特征在于所述的變頻 器電路的三組驅(qū)動電路中的恒壓電源為驅(qū)動直流電源，該驅(qū)動直流電源的輸 出正極與所述驅(qū)動電路的上橋連接，其輸出負極與該驅(qū)動電路的下橋連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器電路，其特征在于所述絕緣柵雙 極型功率管的柵極上串聯(lián)有電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器電路，其特征在于所述絕緣柵雙 極型功率管的柵極和發(fā)射極間并聯(lián)有由電阻和電容并聯(lián)而成的電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器電路，其特征在于所述驅(qū)動直流 電源上并聯(lián)有穩(wěn)壓電路，絕緣柵雙極型功率管的柵極通過氧化膜和發(fā)射極實 現(xiàn)電隔離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變頻器電路，其特征在于變頻器電路進 一步包括與所述三組驅(qū)動電路并聯(lián)的能耗制動電路，該能耗制動電路包括 制動信號驅(qū)動電路和與該制動信號驅(qū)動電路連接的制動絕緣柵雙極型功率 管，該制動絕緣柵雙極型功率管與所述三組絕緣柵雙極型功率管相同。
9. 一種變頻器，包括外殼，設(shè)置在該外殼內(nèi)的散熱片，硬質(zhì)線路板 和與該硬質(zhì)線路板連接的電源板，其特征在于該硬質(zhì)線路板設(shè)有如權(quán)利要求1至8任意一項所述的變頻器電路，該硬質(zhì)線路板通過設(shè)置在其上的六個 連接住和一個排插與該電源板連接，所述散熱片和硬質(zhì)線路板間設(shè)有矽膠絕緣散熱層。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一種變頻器電路，其包括驅(qū)動電路和與該驅(qū)動電路對應(yīng)連接的絕緣柵雙極型功率管，驅(qū)動電路包括用于隔離上橋驅(qū)動信號的第一光電耦合器，用于隔離下橋驅(qū)動信號的第二光電耦合器，恒壓電源，智能化功率模塊，上橋驅(qū)動信號電路，下橋驅(qū)動信號電路；所述絕緣柵雙極型功率管包括，第一、第二絕緣柵雙極型功率管，所述第一、第二光電耦合器分別與對應(yīng)的第一、第二絕緣柵雙極型功率管連接，由此簡化了變頻器電路的結(jié)構(gòu)，降低了驅(qū)動電路在PCB板上占用面積，采用該種結(jié)構(gòu)便于維護，可以廣泛的替代現(xiàn)有的智能電力模塊故，降低了成本。采用上述電路結(jié)構(gòu)的變頻器同樣具有上述優(yōu)點。
文檔編號H02M7/525GK201328073SQ20082021408
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者朱華東 申請人:深圳市易驅(qū)變頻技術(shù)有限公司