典型的变频空调器压缩机电动机驱动电路由室外微处理器U02、IPM、压缩机等构成,如图5-2所示。
1.IPM模块的构成与引脚功能
功率模块PM20CTM060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,它的引脚功能如表5-1所示。
图5-2 典型的变频空调器压缩机电动机驱动电路
表5-1 功率模块PM20CTM060的引脚功能
2.IPM模块的工作原理
连接器CN02的淤、②、④、⑤、⑦、⑧、⑩、⑪脚输入4路15V电压。这些电压不仅加到功率模块PM20CTM060的供电端上,为它内部的驱动电路供电,而且通过电阻R01~R07为光电耦合器PC01~PC07内的光敏三极管供电。同时由连接器CN07、CN06输入的300V电压加到PM20CTM060的⑯、⑰脚上,为它内部的功率管供电。
连接器CN01的④~⑥脚输入三路上桥臂驱动信号,⑦~⑨脚输入三路下桥臂驱动信号。其中,上桥臂信号加到光电耦合器PC02~PC04的发光二极管正极,使发光二极管闪烁发光,致使光敏三极管的e极输出被隔离的驱动信号,这三路信号加到模块PM20CTM060的WN、VN、UN端子上,通过模块内的W、V、U三相上桥臂驱动电路放大后,就可以驱动三个IGBT构成的上桥臂功率管工作在脉冲状态。同样,下桥臂驱动信号通过PC04~PC06隔离放大,加到模块的WP、VP、UP端子上,通过模块内的W、V、U三相下桥臂驱动电路放大后,就可以驱动三个IGBT构成的下桥臂功率管工作在脉冲状态。这样,通过对驱动信号的控制,就可以使功率模块输出三路分别相差120°的脉冲电压,驱动电动机运转。
3.IPM的自举供电电路
目前,IPM电路都采用了单电源供电方式,为了确保电路能正常工作,需要自举升压电路。典型的自举升压电路由功率管IGBT1、IGBT2,电阻R1、自举二极管VD1和自举电容C1组成,如图5-3所示。
图5-3 IPM电路的自举升压电路(www.daowen.com)
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,为激励管VT1供电。当驱动脉冲为高电平时,IG- BT2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C1两端充电电压达到14.5V,需要IGBT2有足够的导通时间(≥200μs)。
4.保护电路
功率模块PM20CTM060内设置了过电流、欠电压、过热、短路保护电路。一旦发生欠电压、过电流、过热等故障,模块内部的保护电路动作,不仅切断模块输入的驱动信号,使模块停止工作,而且从⑮脚输出保护信号。该信号通过光电耦合器PC01隔离传输,再通过连接器CN01/CN18的淤脚输出到室外机电脑板的CPU,被CPU识别后,控制该机停止工作,并通过指示灯显示故障代码,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的检测方法主要有三种: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,否则说明IPM或压缩机绕组损坏。若确认压缩机绕组正常,则说明IPM损坏。
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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