变频器拓补结构和关键元器件简介

变频器是控制电力半导体器件的通断将工频AC交流电源变换成频率、幅度可调可控的AC交流电源， 从而平滑控制交流电动机速度及转矩的电能控制装置；简单讲就是AC to DC to AC变换过程。变频器是集电力电子技术、微电子技术、控制技术、通讯传输技术于一身的综合技术产品。变频器的主拓补结构通常分为五大单元模组：整流单元、储能单元、开关电源、驱动+逆变单元和控制检测单元。

Part1. 整流单元:

作用：与单相或三相交流电源相连接，将工作频率固定的交流电转换为直流电,简单讲就是AC to DC。

分类：不可控整流、可控整流

1-1．不可控整流的关键元器件：整流器

不可控整流的应用：专用变频器、一体化驱动器、通用变频器、门机、伺服驱动器等

1-2．可控整流的关键元器件：可控硅、FPGA

可控整流的应用：四象限变频器

Part2.储能单元：

作用：存储整流器转换后的电能，同时对整流电路输出进行滤波减少电压脉动对后级电路元器件的影响。

分类：电容适用于电压型变频器、电感适用于电流型变频器和膜电容

关键元器件：铝电解电容 均压电阻

Part3.开关电源：

作用：为驱动电路、控制电路、采样电路、IO接口板、手持操作器和PG卡等各子系统提供工作电源。

分类：正激式开关电源、反激式开关电源

3-1正激式开关电源：MOSFET开关管导通时输入源直接对输出做功，变压器工作在连续模式，适用于功率较大的电路。

3-2反激式开关电源：输入电源在MOSFET开关管导通时对变压器原边的电感线圈进行充电，此时储能元件储能，MOSFET开关管截止时储能元件向输出端释放能量，简单得说就是MOSFET开关管导通时变压器原边储能，副边不工作，MOSFET开关管截止时原边释放能量，副边工作。反激式开关电源通常可工作在断续或连续模式两种，适用于小功率开关电源

关键元器件：MOSFET、MOSFET控制器和高频变压器

Part4.驱动+逆变单元：

作用：主控输出方波来开关逆变器的半导体器件，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波, 简单讲就是DC to AC。

分类：IPM、PIM、IGBT

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管：是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

IPM智能模块：自带驱动电路+六路驱动IGBT+一路制动IGBT

PIM模块：整流单元+六路驱动IGBT+一路制动IGBT，需外建驱动电路

关键元器件：ARM、驱动光耦、IGBT

Part5.控制检测单元：

作用:提供操作变频器的各种控制信号，控制系统正常工作，并且实时监控变频器的工作状态和故障时或者运行异常是提供相应的保护功能。

保护功能：过载保护、温度保护、高低输入电压异常保护、母线电源波动 、短路保护缺相、通讯异常、编码器反馈异常等几十种保护功能。

关键元器件：ARM、光耦、电流采样芯片、霍尔传感器、运放。

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