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小孙学变频之CPU的信号输出电路

发布日期:2014-01-20 来源:《变频器世界》 作者:张燕宾
  SPWM脉冲输出
 
  张老师说:“CPU最主要的任务之一,就是产生SPWM脉冲序列的信号。因此,CPU最重要的输出电路就是脉冲输出电路。
 
  CPU产生的脉冲信号的输出对象是IGBT管的驱动电路。目前,IGBT管的驱动模块的种类很多,其内部结构和所需要的输入功率各不相同。所以,CPU的脉冲输出方式也不完全相同。
 
 
  1. 输出至缓冲电路
 
  多数IGBT驱动模块的输入侧都是由光耦合器的发光二极管来接受输入信号的,所需输入电流为4~10mA。而CPU的输出电流通常较小。所以,在CPU和驱动模块之间,须加入缓冲器进行功率放大,然后再输出到驱动电路,如图9-20所示。
 
 
  2. 直接输出
 
  少数IGBT驱动模块的输入级本身具有放大电路,并不需要大的输入电流,在这种情况下,CPU可以直接把SPWM脉冲信号输出到驱动模块,如图9-21所示。”
 
  小孙问:“图中的稳压管VS和三极晶体管VT起什么作用?”
 
 
  张老师拿出了一张波形图,然后说:“经过正弦脉宽调制后,六路的输出波形如图9-22所示,你可以看到,它们的导通时间是参差不齐的。从图9-21中的B点看过去,有时是四路同时导通,有时是三路,也有时只有两路。就是说,电源供电电流的大小是时刻在变化的,而且频率很高。这当然容易导致输出电压的波动。
 
  稳压管VS和三极晶体管VT的作用就在于使B点的电压更加稳定。”
 
  小孙吐了吐舌头,说:“这里面的文章真多。我接着往下说吧。
 
  模拟量输出电路
 
  变频器输出的模拟量信号,主要是向外部仪表提供测量信号,如变频器的运行频率、输出电流、输出电压等。大多数变频器提供的都是与被测物理量成正比的0~10V直流电压信号。
 
  根据CPU输出信号的不同,大致有两种情形:
 
 
  1. CPU输出频率信号
 
  CPU输出的是经PWM调制后的脉冲序列,脉冲的振幅值是5V,如图9-23所示。
 
  运算放大器A1接成电压跟随形式,对CPU输出的脉冲信号进行功率放大,然后由运算放大器A2进行电压放大,把脉冲序列的振幅值放大到输出电压所需要的数值,然后经R、C滤波后得到与变频器的输出频率对应的0~+10V直流电压信号。”
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