1、正弦SINE300型7.5kW變頻器的電流檢測電路電源/驅動板與主板 MCU由J2、J5排線端子連接，J2端子排之前的位于電源/驅動板的部分為電流檢 測的前級電路，J5端子以后的位于 MCU主板的部分為后級電路。但考慮電路的銜接及電路分類、信號流 程分析的方便，將正弦 SINE300型7.5kW變頻器電流檢測與保護電路，分為前置電流檢測電路、電流檢 測模擬信號處理電路一、電流檢測模擬信號處理電路二、電流檢測開關量信號形成電路等四個部分，旨在 分析和說明本例機型對前置電路所輸出的電流檢測信號，在后續電路不同的處理方法，以生成模擬或開關 量的多路電流檢測信號，提供MCU內部運算控制、顯示、故障報警

2、、停機保護所需的各種信號。U+U0Z23R211501R42 1501U*R7C25 C26U5 A78401 Vc1 Vc2 8R112 ini6803 in24 Veioutl 7out2 6Ve2 5W*WV0V*R605011R1922002R2092002R1912002Z24西1R341501C32 C34U7A7840C40680R381 Vc12 in1Vc2 8out1 73 in2out2 64 Ve1Ve2 5+5VR63 R396801 1201R40C- 68 二6801R61002R41 1201圖1前置電流檢測電路1、前置電流檢測電路（見上圖1）前置電流檢測電路，

3、即 J2/J5端子排之前、位于電源/驅動板的電流檢測電路，由電流采樣電阻、線性 光耦合器、運放電路等組成。本例機型的前置電路，只在U、V輸出電流回路串接了 R7、R60兩只電流采樣電阻，未采集 W相電流檢測信號。或者說，省去了W相的直接電流采樣電路，而由采集到的U、V相電流信號，“間接合成”出W相信號。由電工-正弦交流理論可知，三相交流電具有固定的空間/電氣相位關系，并相互構成電流回路，任意兩意交流電中必定包含了第三相交流電的信息，在已知U、V相交流值的情況下，可由計算得出W相的交流值。U、V相輸出電流信號，在電流信號采樣電阻R7、R60上轉化為數十毫伏級的微弱電壓信號，送入由線性光耦合器 U

4、5、U7的輸入側，經光、電隔離和放大處理后，輸出差分信號再送入后級U6內部兩級運算放大器構成的差分放大器，形成UI、VI電流檢測信號；UI、VI電流檢測信號，先送入加法器電路U6（由U6的12、13、14腳內部電路和外圍元件組成），經過矢量加減，得到“合成” W相電流檢測信號WI ,然后UI、VI、WI等3相輸出電流檢測信號，經 J2/J5排線端子的25、26、28腳，輸入MCU主板電 路。2、電流檢測模擬信號處理電路一（見圖2）圖2電流檢測模擬信號處理電路一5由前置電路來的 UI、VI、WI電流檢測信號，分作第一路電流檢測信號，輸入運放電路U40內部3組放大器和外圍元件組成的電壓跟隨器電路，

5、緩沖后由1、7、8腳輸出，經D25、D26、D27保護二極管雙向鉗位（3只二極管為貼片3端器件，每只內含兩只二極管），RC濾除高頻干擾信號后，形成 03V以內的電壓信號，輸入 MCU的模擬信號輸入端124、125、126腳。供內部程序運算，用于在操作顯示面板顯 示運行電流值，起動過程中檢測電流變化，進行 VVV/F控制等。圖1、圖2都用于對檢測電流信號一一表現為交流電壓信號一一模擬信號的處理和放大，可稱為模擬 信號放大電路。3、電流檢測模擬信號處理電路二（見圖 3）由U6輸出的UI、VI、WI電流檢測信號，分作第二路電流檢測信號，輸入由運放電路U9內部4組放大器和外圍元件組成的精密全波整流器電

6、路，整流為六波頭的脈沖動直流信號電壓后，經U6反相器8、IUVW綜合電流信號，送入后9、10腳內部放大器和外圍元件構成的反相器，對信號進行倒相處理，形成 級電路。U9的1/2/3、8/9/10、12/13/14腳內部3組放大部與外接 D4、D5、D6二極管及其它元件，組成精密半波整流器電路，UI、VI、WI電流檢測信號同時送入反相求各電路（ U9 5、6、7內部放大器和外圍元件構 成），U9內部4組放大器及外圍元件組成了3相全波整流器電路，若運行頻率為 50Hz,則U9的7腳輸出整流電壓為六波頭的頻率值為300Hz的三相電流檢測信號。圖3電流檢測模擬信號處理電路二IUIW 綜合電流信號，經 U

7、40 （12/13/14腳內部放大器）和外圍元件組成的電壓跟隨器處理后，輸出IUVW*信號供后級電路，同時IUVW*信號，經鉗位電路、RC濾波電路進行鉗位保護和濾波后，送入MCU的模擬信號輸入端123腳，供內部程序進行輸出缺相等故障判斷。該路信號雖然為模擬電壓信號，但MCU對輸入信號不再注意電壓幅度的高低，只是據信號“波頭數”的多少，判斷是否有輸出缺相故障發生一一 更注重信號的數字性質。該信號只在運行中起作用。整流器電路因非線性元件一一二極管的引入，已經不是純粹的線性放大器了，整流二極管對輸入電壓 極性有選擇性作用，但電路仍舊利用線性放大來完成整流過程，輸出信號的幅度和波形還是與輸入信號幅 度

8、相關的。圖3電路勉強仍可算作是模擬信號放大處理電路。電路的動、靜態工作點仍有線性放大器的特 點°因MCU的最高工作電壓為 3.3V,所以送入MCU引腳的檢測電壓信號， 均須由二極管鉗位于 3.6V以 下，適應MCU對輸入信號幅度的要求。檢測電路正常時，其車出電壓值按設計要求，是不會超出3.3V以上的，增加3V鉗位與保護二極管，是考慮到檢測電路故障時形成過高的電壓輸出等異常情況的，主要是 保護MCU弓I腳，不受危險電壓的沖擊而損壞。4、電流檢測開關量信號形成電路（見圖4）由圖3精密全波整流器電路輸出的IUVW/IUVW*綜合電流信號，分為 3路，分別輸入由3個遲滯電壓比較器組成的故障報

9、警信號形成電路，在過載故障發生時，向 MCU輸入故障報警信號。遲滯電壓比較器電路， 是以LM393 （內含兩級開路集電極輸出的電壓比較器）為核心組成的輸出電流 檢測、故障報警信號產生電路，將輸入模擬信號與基準電壓相比較，形成（邏輯）開關量信號輸出。為適 應MCU的輸入電壓極性要求，采用 U6 （74LVS14A0內含六組反相器電路）對信號倒相處理后，再輸入 MCU的相關引腳。本型機型，以U10的1/2/3腳內部電路和外圍元件組成的電流報警信號形成電路，空置未用。綜合電流檢測信號IUVW雖然含有U1、VI、WI等3相電流信號的信息，但電流開關量信號形成電路，對區別是哪相發生了過流故障，并無“興趣

10、”（其實也無法區分，也無必要區分），電路只對IUVW信號中“電壓峰值”起到識別作用，只要任一相（其實勢必形成兩相的電流通路）發生過流，其信號電流峰值達到遲滯電壓比較器的基準電壓值時，輸出端的電平狀態即發生翻轉，向 MCU報出開關故障信號。圖4電流檢測開關量信號形成電路U10的5/6/7腳內部放大器及外圍元件組成的遲滯電壓比較器，與U30的1/2/3腳內部放大器及外圍元件組成的遲滯電壓比較器，實際構成對IUVW/IVUW* （二者電壓幅度是相同的）電流檢測信號的梯級電壓比較器電路。當IUVW 電流檢測信號電壓幅度到達U10的5腳門限電壓值1.57V時，U10的輸入端7腳變為-15V低電平，經后級

11、雙向電壓鉗位、RC濾波和U6兩級反相器電路處理為 0V低電平信號，輸入MCU的106腳；當電流檢測信號的電壓幅度繼續上升時，由U30的同相輸入端3腳輸入的IUVW*電流檢測信號，到達U30的2腳比較基準電壓值的 2.52V以上時，U30的輸出端1腳變為高電平電壓，經后續二 極管鉗位、RC濾波電路和反相器電路，倒相為 0V的故障報警信號，輸入 MCU的8腳。（試分析）由兩電路的不同的門限電壓設置值可看出，當變頻器運行中過流程度較輕和過流時間較短 時，U10發送“瞬時過流”報警信號，同時在操作顯示面板給出“ HOC”的故障代碼警示，變頻器采用 較長的延時時間處理該信號，若此過流信號在延時時間以內消

12、失，變頻器繼續正常運行。當輕度過流的過 流時間較長，U10的向MCU發送的報警信號，即被 MCU判斷為“穩態過流”故障信號，同時在操作顯 示面板給出“ SOC”故障代碼提示，實施停機保護。當變頻器運行中過流程度較重（如大于1.5倍以上額定電流） 時，U30向CMU發送“重度過流信號”，同時給出“ SC （意為驅動故障）”報警提示，不經延時處理，即實施停機保護。5、電流檢測電路的檢修方法電流檢測電路的三種狀態：1 ）正常的檢測和故障報警狀態，可稱為正常工作狀態。電路本身不需要進行檢修。但需注意，在維修過程中，當維修中因某些原因造成動態不能滿足電流檢測的條件，或靜態時使電路狀態變化，輸出故障保護信

13、號時，須弄明白保護信號產生的來龍去脈，采用人工暫時屏蔽故障保護信號的方法，以利檢修工作 的進行。2）因電路本身故障原因，檢測電路失去電流檢測作用和故障報警作用。這方面的可能性較低。3）電路本身故障，使靜態工作點發生變化，在上電后的待機狀態，即“生成”錯誤的故障報警信號輸出，使MCU 檢測到“故障信號”存在，實施故障鎖定措施，變頻器不能投入正常運行。這種故障發生的概率最高，所以對電流檢測電路的檢修，更多的是對其“誤報過流故障”的故障進行修復。“誤報故障”的發生原因，一般是因電源互感器內部電路損壞、用于處理模擬和開關量信號的集成運算放大器損壞，電流檢測電路的供電電壓異常等。一般而言，只有電流檢測電

14、路的靜態工作點正常，供電、電路元件本身全都正常，所表現出來的直流靜態工作點正常，那么在工作中，對交流信號的傳輸和檢測， 就必然也是正常的。檢修要點：是根據電路的具體形式，如電壓跟隨器或反相放大器、同相放大器的電路形式，根據檢測 和比較輸入端、輸出端靜態電壓值，判斷電路是否正常。6、電流檢測電路的故障實例（以正弦SINE303 型 7.5kW 變頻器電流檢測與保護電路為例）故障實例1變頻器上電后即報 SC故障，處于保護狀態。看說明關于SC故障代碼的說明，意為驅動電路不良或IGBT 損壞導致的故障，但檢測逆變電路，和驅動電路都沒有問題。而且該機型驅動電路本身無 IGBT 故障檢測功能，是不會向MCU 報出 SC 故障的。由以上分析，可以判斷SC 故障是由電流檢測電路向MCU 報出的。 “重度過流”故障報警信號是由 U30的 1/2/3 及后續電路向MCU 報出的。檢測 MCU （ U1 ）的 8 腳為 0V 低電平，說明電流檢測電路確實向MCU 發送了故障報警信號。往前檢測 U6 的 1 腳的電壓值為接近0V 的低電平。U6 反相器電路的輸入、輸出側不符合反相邏輯關系，判斷反相器電路U6損壞。更換74LVS14A0貼片IC ,故障排除。故障實例2變頻變頻器上電后即報 SC故障，處于保護狀態。測MCU的8腳為0V電平，說明