如何屏蔽IGBT保护电路的故障报警信号-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2016-02-02 22:19:08

楼主

　　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。

　　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。