电流检测电路的检修文档格式.docx

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五、直流回路电压检测电路---之一（电压检测电路信号采在P、N上）

A7840构成的直流回路电压信号检测电路：

1、综述

电压采样信号直接取自直流回路的P、N端的530V直流电压，经电阻降压、分压网络，将分压所得mV级电压信号，加到小信号处理光电耦合器A7840（U14）的2、3输入脚上，经U14实施强、弱电隔离后，形成差分信号输入到LF353运算放大器的2、3脚，本级电路接成电压跟随器，输出信号由电位器中心头（线路板上厂家标注测试点VPN）输出至CPU主板与电源/驱动板的排线端子CNN1的8脚。

在三相输入电压为380V时，8脚采样直流电压为3V（该点至关重要）。

2、A7840

A7840的输入侧供电，是由开关变压器的一个独立绕组的交流电压，经D41、C46等整流滤波，由集成稳压器78L05稳压成5V提供的;

输出侧供电，则采用CPU主板供电电源+5V。

3、两路处理信号

检测信号一路经过R174给CPU模拟电压信号，供面板显示电压值

检测信号另一路经过R155，给LF393电压比较器，输出信号与其它故障信号汇总，送入CPU;

4、CPU送出的两路不同的基准电压

这里要注意LF393的输入端：

CPU根据变频器的启动、运行的不同阶段，通

过51、42端子送出不同的基准电压值进入LF393进行电压比较，不同的工作过程，则保护动作的阀值也有所不同

5、在确保直流回路电压检测电路无故障的前提下，为屏蔽变频器电压检测电路相关的故障报警功能，方便检修其他电路而采取的“权宜之计”办法：

（不用P、N供电，给开关电源供电的同时也给电压检测电路供电，如果两者电压不一样，调整电压检测电路的采样电阻,使电压检测电路满足正常的“检测条件”，不再报欠压、过压故障，以利于检修。

（1）、在单独为CPU主板、电源/驱动电路板上电检修时，如果电压检测电路的输入信号时取自开关电源电路的电源端子，则为开关电源送入500V直流维修电源是，电压检测电路的输入信号也一并产生，如电压检测电路正常，则不会报过压、欠压等相关故障。

（2）、开关电源电源输入与电压检测电路输入信号不是取自一处，把开关电源输入端并联到电压检测电路输入端上。

电压如果不一样，调整电压检测电路的输入电子，使之符合“检测条件”，这样给开关电源供电的时候也满足了电压检测电路的要求。

（3）、断开VPN点，人为提供一个3V左右电压点，供后级电压检测电路使用，不报故障，以利检修。

6、如何判断电压检测电路的自身故障？

如何检测？

测量CNN1点的电压值：

3V。

电压值高了、低了，说明该检测电路有故障。

（1）、先查A7840、LF353的输入电压是否正常；

（2）、短接A7840的2、3脚输入，测LF3531脚的电压下降。

（3）、LF3531的输入脚2、3脚电压应为3伏，这点可以判断是这点的前段有问题还是后端有问题。

六、直流回路电压检测电路---之二（电压检测电路信号采集在开关电源变压器二次输出端上）

1、电路原理简述：

东元变频器，直流电压采样信号，大多都是从开关变压器次级绕组取出的，该绕组交流电压D12正向整流提供主板的+5V工作电源，又由D11负向整流，R、C滤波和分压后，作为直流回路电压检测信号，送入后级电路处理后，送入CPU。

有的东元机型电流电压检测信号为-16V，本机电路为-42V。

-42V电压经电阻分压后，加至U8运算放大器的13脚，经反相后从14脚输出2.7V（当输入三相交流电压为380V）的电压检测信号，分为三路送入后级电路。

一路送入CPU的91脚，这是一路模拟电压信号，供CPU用作输出电压/频率比控制，和用作直流回路电压值的显示；

另两路送入由U13构成的两级滞回比较器，输出“警告过电压”、“过电压”停机保护信号等。

U13输出的其实是两路开关量故障报警信号。

该信号除直接送入CPU的99脚外，又经U5后级数字电路在CPU相关指令信号配合下，对报警信号的优先级别进行控制，再送入CPU。

2、故障检修：

制动电路起控点为660V~680V；

OU信号起控点700V~720V左右

（1）、上电即跳过电压或欠电压故障

在交流供电电压正常状态下，测直流回路电压不超过600伏（调出面板直流电压显示值，该值是电压检测信号三路中的一路给CPU的91脚显示用的，如果该值与实际直流母线上的测量值对应），则可以判断为变频器直流回路电压检测电路故障，引起误报警，输入电路及元件；

（2）、在运行过程中，报过、欠压故障

a、输入电压值：

上限460V下限300V，如果之上之下均为电源造成的。

b、直流回路电压值低于450V：

应检测直流回路储能电容的容量是否下降、充电接触器是否接触良好和负载电机有无超速造成反发电现象（？

）。

c、输入电压正常，运行电流正常，随机性跳欠压故障：

重点查输入电路不良。

d、输入电压正常，运行电流正常，随机性调过压故障，监测直流回路电压有异常上升现象：

重点查负载的有无再生发电现象

e、直流回路电压正常，随机性报过电压故障，调看直流回路电压显示值，接近实际测量值，

（3）、调整电压基准点的电压值

调整采样电阻，让调整后的采样电阻值准确反映实际采集的电压值，使其电压变动量在过电压和欠电压故障检测的阀值内。

（P147中有详细的论述）

6.4三相输入电压检测电路

（英威腾的SPI输入缺相故障案例分析，还有个SPO输出缺相故障）

SPI是输入缺相检测故障，一般在上电时如果缺相的话会跳此故障，运行中缺相的话会跳UU故障，UU前面已经说过。

造成的原因可能是：

（1）在输入缺相保护打开的状况下，输入电源缺相；

（2）在输入缺相保护打开的状况下，输入缺相检测电路故障。

排查故障时：

（1）检查电源输入是否正常（缺相或三相不平衡）；

（2）检查输入缺相测试点PL与GND之间电压，正常直流5V，缺相时为方波。

PL测试点如下图：

在输入电源正常情况下，如果PL输出缺相，则很可能是前端整流管击穿或限流电阻开路等器件原因造成。

也有排线接触不良造成。

英威腾的SPI输入缺相故障案例

5.6电流与电压检测的共用电路---基准电压形成电路

图17200MA7.5kW东元变频器基准电压形成电路

在故障检测电路，尤其是电压和电流故障检测电路——尤其是电路在采用运算放大器来处理信号——的情况下，提供一个基准电压是必须的。

输入电压信号总要与一个基准电压值相比较，从而判断出过流、过压和欠压故障来。

同时，CPU采用+5V单电源供电，也须预先提供一个信号基准点——2.5V的基准电压，供电路和程序进行计算和判断用。

根据各个检测电路输入信号幅度的不同，所需的基准电压值也有所不同，该电路共有三路基准电压输出。

+15V供电先由Z1（同TL431）基准电压源电路提供出第一路5V基准电压，送CPU的97脚；

此5V又经R55、R54分压成2.5V，送入CPU的100脚，两者都提供CPU内部相关电路所需的电压基准。

此5V又由R10？

、C63、C67滤波网络经R98输入到U10反相放大器的13脚，输出一路-2.5V（Vref）基准电压，由a点引出到电流、电压检测电路、温度检测电路，做为故障检测电路——处理模拟信号所需的基准电压。

有的电路没有专用基准电压形成电路，所需基准电压，往往是由+5V、+15V、-15V分压取得，分压所得，实际也为基准电压，与输入信号比较，输出相关故障检测信号。

图2G9/P9英威腾中功率机型变频器基准电压形成电路

G9/P9英威腾中功率机型变频器的基准电压形成电路，则输出三路基准电压信号供电流、电压、温度等故障检测电路。

+15V供电经R148、R190限流、E7、C40滤波后，由基准电压源电路U16输出稳定度良好的第一路5V基准电压；

5V电压经U14B2倍反相衰减器后处理第二路-2.5V的基准电压；

5V电路又经U142倍同相放大器处理成第三路10V基准电压。

第一路5V基准电压源，供模块温度检测电路和CPU电路；

第二路和第三路基准电压源供电压、电流故障检测电路。

如何屏蔽

IGBT保护电路的故障报警信号？

变频器的电路检修中，尤其是将驱动电路与主电路脱开检修的过程中，经常碰到OC故障报警现象，而此时变频器处于故障保护状态，脉冲传输通道被关闭，那么脉冲传输通道、驱动IC电路是否能正常工作呢？

这就需要采取措施，暂时先屏蔽OC报警，便于检测脉冲传输通道的故障。

本文以采用PC929驱动IC的电路为例（见图1），探讨一下OC故障信号的特性及其屏蔽方法。

曾有不少网友发帖子询问这个问题，在这里算是比较全面的做一个回复。

采用PC929驱动IC的驱动电路，由于具有IGBT导通管压降检测和OC故障报警功能，在连接电源驱动板和MCU主板，使驱动电路与IGBT相脱离的状态下进行检修时，PC923的输入端一旦输入脉冲信号，因VT1未接入电路中，电路c点一直保持高电平状态，不能满足PC929内部IGBT保护电路的“IGBT正常开通”检测信号输入的要求，PC2即向MCU主板送出OC报警信号，使MCU主板中止脉冲信号的输出，使检修者无法检测和判断脉冲传输通道（含驱动IC电路）是否正常。

图1屏蔽OC故障报警示意图

我们先看一下OC故障的生成机制，再进而找到屏蔽OC故障的方法。

1、OC信号的特性、来源及原因

OC信号的特性：

由PC929内部的IGBT保护电路的电路特性可知，IGBT保护电路可等效为2输入端与门电路，逻辑关系式为AB=Y。

在A、B端两路输入信号均为高电平时，输出端Y端为高电平时，输出OC信号。

OC信号的生成条件：

1）驱动IC处于脉冲传输状态，有正常脉冲信号输入，输入端11脚也有正常脉冲信号输出；

2）OC故障检测信号输入端9脚同时为高电平。

满足内部IGBT保护电路的OC信号输出动作条件，从8脚输出OC信号。

OC信号的“瞬态”特性：

PC929的输出OC信号，经光耦合器进行光电转换和隔离后，传输至MCU主板电路，MCU接受OC信号后，判断IGBT出现严重过载故障，故停止脉冲信号的传输，同时在操作显示面板给出OC故障报警（显示OC或SC故障代码）；

随后，PC929内部IGBT保护电路因A端信号为低电平，AB=Y的逻辑关系不再成立，OC信号随之消失。

这说明PC929输出的OC信号是一个“瞬态信号”，不是在故障发生后一直“保持住”的。

当变频器实施OC报警、停机保护动作后，我们在驱动电路（参见图5-14）PC929的8脚或PC2的输出端4脚，并不能测到OC信号——OC信号输出时表现为-9V*低电平和0V低电平，此时驱动IC的报警过程已经结束。

变频器说明书以对OC故障的注释：

过电流，变频器输出电流超额定值的200%；

变频器输出侧（负载）短路；

功率模块短路。

但一般对驱动电路异常所致的OC故障、电流互感器检测电路异常误报OC故障，未予提示。

OC信号的两个来源：

通常，OC报警的信号来源有两个：

1）驱动IC报警，一般起动过程中，检测到IGBT的严重过流（过电流为额定工作电流1.5~2倍以上）状态时，输出OC信号；

2）电流检测电路（指系由输出电流互感器采样的电流信号）报出的OC信号。

在停机状态，因电流检测电路本身故障（如电流互感器损坏）产生误报警信号，在运行状态，严重过流或三相电流严重不平衡时，报出OC信号。

那么OC故障报警时，首先应区分是驱动IC电路报警还是电流检测电路报警。

一般来说，驱动IC电路比较好找，电路面积大较显眼，且易于采取报警屏蔽措施；

电流检测电路往往集中于MCU主板，查找比较费力，屏蔽其信号也比较困难。

因而经常采取先排除动IC报OC故障的可能，再检修电流检测电路的方法，找到OC报警信号来源。

若解除驱动IC的OC报警后，变频器显示与操作均正常，说明OC故障由动IC报出，须检查逆变电路及驱动电路本身的故障。

若变频器仍报OC故障，则应检查电流检测电路。

那么怎么知道是驱动IC报出了OC信号呢？

当将某路驱动IC电路的OC报警信号屏蔽，使其不再满足OC报警条件，变频器随之不再报出OC故障，说明OC故障即是由该路驱动IC电路所报出。

OC报警的原因：

1）驱动供电的带载能力差，使IGBT的导通管压降增大；

2）驱动IC或外接功率大器不良，驱动能力变差，使IGBT欠激励导通电阻变大；

3）IGBT损坏或性能变差，导通通电阻变大；

4）驱动IC电路误报警。

错误的OC报警：

PC929内部IGBT管压降检测电路本身异常，则会使PC929在变频器上电后即误报OC故障，而且这个错误的报警状态是可以检测到的。

如8脚内部晶体管V3出现短路故障，则上电后，则变频器上电后，光耦合器PC2即产生输入电流，输出端4脚变为0V低电平，向MCU报出OC故障；

OC报警失效：

PC929外部IGBT管压降检测电路本身异常，如二极管D1断路，对IGBT导通管压降检测失效，则在故障时不能完成正常检测与报警任务，可能会造成IGBT的过电流而损坏。

2、OC信号的屏蔽方法

要想暂时解除驱动电路的OC信号报警，基本方法有3个：

1）切断OC输出信号的传输

暂时短接光耦合器PC2的输入端1、2脚，使PC2停止信号输出；

将R11与电路暂时脱开（焊脱），使PC2失去输入电流停止报警工作；

将PC929的OC报警信号输出端8脚暂时与电路板脱开；

将PC2的信号输出端4脚脱开。

2）切断IGBT管压降检测信号输入电路

将R7、或D3暂时焊开，使IGBT检测输入信号回路中断，强制内部IGBT保护电路不动作。

3）“人为生成IGBT正常开通信号”

a、将图5-14中的a、b点用短接，即将二极管D1的负极与驱动供电的0V*点短接，相当于将所驱动IGBT的C、E极短接，使c点电位变为0V*低电平，满足PC929内部IGBT保护电路对“IGBT正常开通”检测信号输入的要求；

b、将图5-14中的c点与供电-9V*点短接，使PC929的9脚输入信号保持为低电平，满足正常检测信号的输入要求。

c、小功率变频器，如果一体化功率模块已脱离电路板，也可以将主端子U、N端暂时短接，达到屏蔽OC报警信号的目的。

信号屏蔽方法有多种，都能达到解除OC报警的要求，可据操作方便等具体情况而实施。

作者本人习惯于采用“人为生成IGBT正常开通信号”的方法，不需要将元件焊离电路，方法简便。

使MCU主板和驱动电路均处于脉冲信号的正常传输状态，以便于对驱动电路的检修。

注意：

检修完毕后，一定要将“暂时短接线”解除，恢复原电路状态；

使用“短接方法”，应在电路无短路故障的危险——只在信号回路进行，确保无短路电流产生——的情况下进行。

（中华工控网原创文章转载请注明出处）

咸庆信

2012年3月17日

东元7200MA小功率变频器

直流回路电压检测电路

电路图与原理简述

一、直流回路电压检测电路图：

前几天，有朋友问及东元7200MA电压检测电路，现在才给出解答，不好意思了。

二、电路原理简述：

三、故障检修：

1、在交流供电电压正常状态下，上电即跳过电压或欠电压故障，可以判断为变频器直流回路电压检测电路故障，引起误报警；

2、在运行过程中，报过、欠压故障，应检测直流回路储能电容的容量是否下降，和负载电机有无超速造成反发电现象。

检测U8的14脚电压和U13的1、7脚电压，如严重偏离正常值，

1、检查运算放大器是否损坏；

2、检查10V基准电压值是否正常。

3、以上都正常，可以为电路参数出现变异，试微调R19、R40的电阻值，使电路回复到正状态以内，消除误报警故障。

旷野之雪

2009年9月6日

能否用直流电压挡测量变频器的输出交流电压？

有一名徒弟听说有的师傅用万用表的直流电压挡，来测量变频器的交流输出电压，并由此判断逆变模块的好坏，甚至能判断出是哪一只（臂）逆变模块的好坏，更甚至能判断出逆变模块的性能变劣现象，比用交流挡测量，更为直观和有效。

用直流挡测量交流电压，能行吗？

会不会烧坏万用表？

这位徒弟感到心里没底，于是问自己的师傅：

能否用直流电压挡测量变频器的输出电压？

师傅说：

你觉得呢？

师傅思忖了一会儿，又反问徒弟：

假如用直流挡能测交流电压，那为何万用表还要分出直流挡和交流挡呢？

师傅这是以问代答。

徒弟想想也是，师傅说的有道理，自己反驳不了。

但不解其中奥妙，心里还是郁闷着，找自己的师兄弟们商讨，大家七嘴八舌，有的说中，有的说不中，也没个统一意见。

第二天，车间内正好有一台好的变频器，一位师兄拿出自己的MF47型指针万用表，打到直流500V挡位，这样吧，俺当第一个吃螃蟹的人，要是烧坏了我的表，对大家也是个教训，要想知道梨子的滋味，还是应该尝一尝的好。

师弟将变频器接好电源线，师兄将万用表笔搭接到变频器的U、W输出端子上。

师弟启动了变频器，启动初始阶段，频率较低，看到万用表的表针来回摆动，随着启动频率的上升，表针的摆动速率加快，摆幅变小，15赫兹以上后，只看出表笔在0V位置极微小的急速小幅摆动，频率再上升时，表针稳在零位，几乎就看不出摆动了。

师兄换了测量端子，分别将U、V、W三相输出电压测了一遍，都是这种情况：

变频器若处于正常状态，所测直流电压应当为零，而且不会损坏万用表。

师兄弟们继续深思了一番，如果用直流挡所测电压值不为零，则反过来说明，变频器是有故障的了，那么如何据测量结果判断逆变模块的故障呢？

这是应该继续深思的一个问题。

但眼下的问题是：

用直流挡测交流，为何不会烧万用表呢？

带着这个问号，他们又去询问另一位师傅。

他们请教的这位师傅为李师傅，李师傅瞅了他们几个一眼：

不是我批评你们几个啊。

你们只要找出万用表的说明书和电路图仔细看一下分析一下，就知道用直流档测量交流电压，只要是档位适宜，就不会烧坏万用表的。

看来今天李师傅很有些兴致，便继续说到：

说到万用表的测量原理，目前应用最多的一种为指针式万用表，一种为数字式万用表。

就其基本原理——从表头的基本性质——来说，指针表的表头为一只磁电式直流电流表，一个重要参数为满刻度偏转电流值，一般为1mA以下，从几十uA到几百Ua，表头偏转电流又称为表头灵敏度，其单位为Ω/V或kΩ/V，此值当然是越小越好。

表头偏转电流值为50uA的万用表，该表输入50uA直流电流时，表针偏转到满刻度处。

灵敏度为20k/V。

在测量中，无论输入多少伏的直流电压或多少安培的直流电流，最后输入表头的只能是0-50uA的直流电流值，超过50uA，即有可能烧坏表头，换句话说，表头偏转电流值为50uA的指针式万用表只能用来测量0-50uA范围内的直流电流，是一块直流电流表。

电压测量是将输入电压信号经限流电阻转化为输入电流，来显示的。

那么用来测量几百伏直流高电压时，根据测量值的高低，要在表头回路串接适宜数值的限流电阻，使流过表头的电流仍为50uA以内。

如测量100V直流电压值，则表头输出回路的总电阻应为2000kΩ，若测量500V直流电压，则表头输入回路的总电阻值应为10000kΩ。

可以明白，用直流电压挡的500V挡，测量变频器的交流输出电压，不管它是否能够测量出来，或测量是否准确，但万用表的测量回路电阻为10MΩ，电阻限制了表头电流，万用表不会被烧的，这一点是毫无疑问的。

还是一种表为数字式万用表，表头系采用电子技术（专用IC芯片）制作的，其测量原理与指针式万用表有了本质上的不同。

指针式万用表因需要直流电流驱动，产生电磁力而形成带动指针运动的偏转力，输入回路总会呈现一定的电阻值，并且随挡位变低，输入回路的电阻变小，万用表总要从测量回路吸取一定的电流。

数字式万用表，输入回路的电阻较大，理论上可认为其无穷大，不需要从测量回路吸取电流，只是采集一个电压信号而已。

数字表表头的基本量程一般为200mV，可将数字表看作是一块200mV量程的直流电压表。

用数字表无论测量多少伏的直流电压，都得串接分压电阻，最后使输入数字表头的信号电压范围为0-200mV。

若超出此范围，万用表会显示数值溢出。

如果测量直流电流值的大小，利用电流采样电阻，将电流信号转化为0-200mV的电压信号，来进行电流显示的。

李师傅讲到这里，相当于给这帮师兄弟们上了一堂万用表的基础课，这些知识其实以前也学过的，但就是没有掌握扎实，心中一直也糊里糊涂的，经李师傅一讲，有些明白。

李师傅讲得高兴，也不待徒弟们提问，又自顾自地说了下去（大概李师傅平日里很是寂寞的，难得找到这么几个听众）：

原则上讲，直流电流表或直流电压表，都仅能测量直流电流和直流电压，测量交流电压和交流电流时，就需要用一个二极管整流电路将输入交流信号整流成直流信号后，再送入显示表头了。

既然万用表既能测量直流电压，也能测量交流电压，说明交、直流信号有相通的性能，或者二者有共同的东西，一定条件下，交、直流是可以互相转换的，直流可以转变为交流，交流也可以转变为直流的，你们知道交、直流有共同或者说是“共通”的东西吗？

李师傅话锋一转，突然提问起几个徒弟来。

这个嘛，用整流器可以将交流转变为直流，用逆变器可以将直流转变成交流。

徒弟小张回答。

李师傅点了点头，显然对这个回答是基本满意的。

但李师傅显然仍旧意犹未尽，又继续滔滔不绝地开讲下去，几位徒弟也听得比较上瘾，围拢着没有散去。

李师傅接过徒弟递过的一杯水，喝了几口，润了下嗓子，有意提高了音量，说：

从绝对观念上讲，电就是电，是一个能量生成和耗散的过程，本无交、直流之分！

交流电正是由直流的正半波和负半波构成的，将交流电切成若干个时间段，从每一个时间段中再看电流的方向，每个时间段内的电压或电流，恰恰正是直流电！

可将交流电认为是分段直流，或瞬时直流电。

再看直流电，如果将直流电按一定规律瞬时通断，则成为脉冲直流电，其中有了交流成分。

再进一步，从负载端若按一定频率将直流电的方向进行掉换，则负载所得供电电压与电流，则成为交流供电模式。

所谓交、直流供电的差别，只是电流方向