一种具有低压IPM模块的变频器的制作方法

一种具有低压ipm模块的变频器
技术领域
1.本实用新型涉及变频器技术领域，更具体地说涉及一种具有低压ipm模块的变频器。


背景技术：

2.现有220vac的ipm模块由于体积小和价格低等优势，故被广泛应用在220vac等级电源的变频器中，而由于380vac等级电源用的ipm模块仅应用在工业场合，相比于220vac的ipm模块需求用量较少，故导致380vac的ipm模块价格一直居高不下，380vac的ipm模块的价格大概为220vac的ipm模块的6倍以上，所以380vac的ipm模块在380vac等级变频器中无法得到广泛应用，而380vac等级变频器采用非380vac的ipm模块的方案，会使变频器的体积变大。
3.有鉴于此，本发明人在此基础上进行深入研究，遂有本案的产生。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种成本低、体积小的具有低压ipm模块的变频器。
5.为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：
6.一种具有低压ipm模块的变频器，包括三相逆变电路和控制主板，所述三相逆变电路包括两个ipm模块，两所述ipm模块均包括驱动主板、第一igbt单元和第二igbt单元，所述控制主板的信号驱动端分别连接两所述驱动主板的u1l端、v1l端、w1l端、x1l端、y1l端和z1l端，两所述第一igbt单元和两所述第二igbt单元均包括三个igbt模块，两所述第一igbt单元中的三个所述igbt模块分别连接对应的所述驱动主板的gu端、gv端和gw端，两所述第二igbt单元中的三个所述igbt模块分别连接对应的所述驱动主板的gx端、gy端和gz端；每个所述ipm模块中的各所述igbt模块分别配设为输出相一、输出相二、输出相三、输出相四、输出相五和输出相六；其中，两所述输出相一分别与对应的所述输出相四相短接且作为第一输出相，两所述第一输出相共同为所述三相逆变电路的u输出相；两所述输出相二分别与对应的所述输出相五相短接且作为第二输出相，两所述第二输出相共同为所述三相逆变电路的v输出相；两所述输出相三分别与对应的所述输出相六相短接且作为第三输出相，两所述第三输出相共同为所述三相逆变电路的w输出相。
7.所述控制主板的各所述信号驱动端分别对应为u上臂驱动信号端、v上臂驱动信号端、w上臂驱动信号端及u下臂驱动信号端、v下臂驱动信号端和w下臂驱动信号端。
8.还包括多个光电耦合器，各所述光电耦合器的输入侧的一端均连接供电电压vcc3，所述u上臂驱动信号端通过电阻r1连接光电耦合器opt1的输入侧的第二端，所述v上臂驱动信号端通过电阻r2连接光电耦合器opt2的输入侧的第二端，所述w上臂驱动信号端通过电阻r3连接光电耦合器opt3的输入侧的第二端；
9.所述光电耦合器opt1的输出侧的第一端分别连接供电电压vcc4和电阻r4的第一端，所述光电耦合器opt1的输出侧的第二端分别连接所述电阻r4的第二端和对应所述驱动
主板的u1l端；所述光电耦合器opt2的输出侧的第一端分别连接供电电压vcc4和电阻r5的第一端，所述光电耦合器opt2的输出侧的第二端分别连接所述电阻r5的第二端和对应所述驱动主板的v1l端；所述光电耦合器opt3的输出侧的第一端分别连接供电电压vcc4和电阻r6的第一端，所述光电耦合器opt3的输出侧的第二端分别连接所述电阻r6的第二端和对应所述驱动主板的w1l端；所述所述光电耦合器opt1、所述光电耦合器opt2和所述光电耦合器opt3的输出侧的第三端均接地；其中，所述驱动主板的x1l端连接所述电阻r4的第二端，所述驱动主板的y1l端连接所述电阻r5的第二端，所述驱动主板的z1l端连接所述电阻r6的第二端。
10.还包括dc-dc隔离电源，所述dc-dc隔离电源的输入正极端连接所述供电电压vcc4，且所述dc-dc隔离电源的电输入负极端接地，所述dc-dc隔离电源的输出正极端和对应所述驱动主板的vcc2端均连接供电电压vcc5，所述dc-dc隔离电源的输出负极端和对应所述驱动主板的gnd2端均接地。
11.所述u下臂驱动信号端分别连接对应所述驱动主板的u2l端和x2l端，所述v下臂驱动信号端分别连接对应所述驱动主板的v2l端和y2l端，所述w下臂驱动信号端分别连接对应所述驱动主板的w2l端和z2l端。
12.两所述ipm模块的耐压等级均为220vac的电网电压等级。
13.采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：通过两ipm模块的设置，将两个耐压等级为220vac的ipm模块进行串联，以实现380v交流电输出，因两个220vac的ipm模块价格较低，且体积较小，故降低了变频器的生产成本，且占用变频器的内部空间较小。
附图说明
14.图1为本实用新型的电路框图；
15.图2为本实用新型的电路示意图。
具体实施方式
16.为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
17.一种具有低压ipm模块的变频器，如图1-2所示，包括三相逆变电路和控制主板，三相逆变电路包括两个ipm模块，两个ipm模块均包括驱动主板和六个igbt模块，控制主板的信号输出端分别连接两驱动主板的信号输入端，每个ipm模块中的驱动主板的信号输出端分别连接对应的igbt模块的信号驱动端，且每个ipm模块中的各igbt模块分别配设为输出相一、输出相二、输出相三、输出相四、输出相五和输出相六。
18.在本实施例中，两ipm模块分别对应为ipm1模块和ipm2模块；两驱动主板均为常规的驱动igbt模块的驱动主板，本实施例中两驱动主板分别对应为第一驱动主板和第二驱动主板，第一驱动主板对应ipm1模块，第二驱动主板对应ipm2模块；第一驱动主板分别具有信号输入的u1l端、v1l端、w1l端、x1l端、y1l端和z1l端以及信号输出的g1u端、g1v端、g1w端、g1x端、g1y端和g1z端；第二驱动主板分别具有信号输入的u2l端、v2l端、w2l端、x2l端、y2l端和z2l端以及信号输出的g2u端、g2v端、g2w端、g2x端、g2y端和g2z端。其中，g1u端、g1v端、g1w端、g1x端、g1y端和g1z端分别连接igbt模块的信号输入端，g2u端、g2v端、g2w端、g2x端、
g2y端和g2z端分别连接igbt模块的信号输入端。
19.进一步地，在ipm1模块和ipm2模块中，各igbt模块分别对应具有输出相一t10、输出相二t11、输出相三t12、输出相四t13、输出相五t14和输出相六t15；两输出相一t10分别与对应的输出相四t13相短接且作为第一输出相，两第一输出相连接共同为三相逆变电路的u输出相；两输出相二分别与对应的输出相五相短接且作为第二输出相，两第二输出相连接共同为三相逆变电路的v输出相；两输出相三分别与对应的输出相六相短接且作为第三输出相，两第三输出相连接共同为三相逆变电路的w输出相。
20.为方便描述，在ipm1模块中各igbt模块分别对应为igbt模块t10、t11、t12、t13、t14和t15，在ipm2模块中各igbt模块分别对应为igbt模块t20、t21、t22、t23、t24和t25。
21.ipm1模块和ipm2模块的具体电路连接关系为：变频器的母线p( )分别连接igbt模块t10、igbt模块t11和igbt模块t12的集电极，驱动主板上的gu1端、gv1端、gw1端、gx1、gy1端和gz1端分别对应连接igbt模块t10、igbt模块t11、igbt模块t12、igbt模块t13、igbt模块t14和igbt模块t15的基极；igbt模块t10的发射极连接igbt模块t13的发射极，igbt模块t11的发射极连接igbt模块t14的发射极，igbt模块t12的发射极连接igbt模块t15的发射极。
22.驱动主板上的gu2端、gv2端、gw2端、gx2、gy2端和gz2端分别对应连接igbt模块t20、igbt模块t21、igbt模块t22、igbt模块t23、igbt模块t24和igbt模块t25的基极；igbt模块t20的发射极连接igbt模块t23的集电极，igbt模块t21的发射极连接igbt模块t24的集电极，igbt模块t22的发射极连接igbt模块t25的集电极；其中，igbt模块t20的集电极和igbt模块t13的发射极相互连接，且共同作为上述的u输出相；igbt模块t21的集电极和igbt模块t14的发射极相互连接，且共同作为上述的v输出相；igbt模块t22的集电极和igbt模块t15的发射极相互连接，且共同作为上述的w输出相。igbt模块t23的发射极通过电阻r7接地，igbt模块t24的发射极通过电阻r8接地，tgbt模块t25通过电阻r9接地，
23.在本实施例中，控制主板为现有常规用于变频器的控制主板，控制主板具有驱动信号的u上臂驱动信号端、v上臂驱动信号端、w上臂驱动信号端以及u下臂驱动信号端、v下臂驱动信号端和w下臂驱动信号端。
24.进一步地，还包括dc-dc隔离电源和多个光电耦合器，各光电耦合器的输入侧的第一端均连接供电电压vcc3，各光电耦合器的输出侧的第三端均接地；在本实施例中光电耦合器有三个，分别对应为光电耦合器opt1、光电耦合器opt2和光电耦合器opt3，具体电路连接关系为：u上臂驱动信号端通过电阻r1连接光电耦合器opt1的输入侧的第二端，v上臂驱动信号端通过电阻r2连接光电耦合器opt2的输入侧的第二端，w上臂驱动信号端通过电阻r3连接光电耦合器opt3的输入侧的第二端；光电耦合器opt1、光电耦合器opt2和光电耦合器opt3的输出侧的第一端均连接供电电压vcc4，且光电耦合器opt1的输出侧的第一端还连接电阻r4的第一端，光电耦合器opt1的输出侧的第二端分别连接电阻r4的第二端、第一驱动主板的u1l端和第一驱动主板的x1l端，以便对输出的u上臂驱动信号进行隔离驱动，再输出给第一驱动主板；光电耦合器opt2的输出侧的第一端还连接电阻r5的第一端，光电耦合器opt2的输出侧的第二端分别连接电阻r5的第二端、第一驱动主板的v1l端和第一驱动主板的y1l端；光电耦合器opt3的输出侧的第一端还连接电阻r5的第一端，光电耦合器opt3的输出侧的第二端分别连接电阻r5的第二端、第一驱动主板的w1l端和第一驱动主板的z1l端。其中，u下臂驱动信号端分别连接第二驱动主板的u2l端和x2l端，v下臂驱动信号端分别
连接第二驱动主板的v2l端和y2l端，w下臂驱动信号端分别连接第二驱动主板的w2l端和z2l端。
25.需说明的是，上述的供电电压vcc3，为控制主板的供电电源；上述的供电电压vcc4为供电电压vcc5通过dc-dc隔离电源产生的电源。
26.第一驱动主板的vcc1端连接dc-dc隔离电源的输入正极端，dc-dc隔离电源的输入负极端和第一驱动主板的gnd1端均接地，且dc-dc隔离电源的输出正极端和第二驱动主板的vcc2端均连接供电电压vcc5，dc-dc隔离电源的输出负极端和第二驱动主板的gnd2端均接地。其中，供电电压vcc5和供电电压vcc3均为控制主板的两组供电电源。
27.这样，若输出u上臂驱动信号，即可使igbt模块t10和t13同时开通和关闭，实现同时控制开关，同理地，输出v上臂驱动信号和w上臂驱动信号，也可以实现同时控制相应igbt模块的开关，此外，u下臂驱动信号、v下臂驱动信号和w下臂驱动信号也可以实现控制相应的两igbt模块同时开关。
28.其中，ipm1模块和ipm2模块均配置有外围电路，两者外围电路均相同，故以ipm1模块为例进行说明，外围电路的具体电路为：第一驱动主板的u1c端和u1g端分别连接电容c1的两端，第一驱动主板的v1c端和v1g端分别连接电容c2的两端，第一驱动主板的w1c端和w1l端分别连接电容c3的两端，第一驱动主板的vcc1端和gnd1端分别连接电容c4的两端，这样，电容c1、c2和c3均起到滤波和储能的作用；其中，供电电压vcc1为ipm1模块提供驱动电源。二极管d10的阴极连接第一驱动主板的u1c端，二极管d11的阴极连接第一驱动主板的v1c端，二极管d12的阴极连接第一驱动主板的w1c端，二极管d10的阳极连接第一驱动主板的vcc1端、二极管d11的阳极和二极管d12的阳极均连接第一驱动主板的vcc1端。
29.在本实用新型中，ipm1模块和ipm2模块的耐压等级均为220vac电网电压等级，这里的低压指的是220vac的电网电压等级。
30.本实用新型的具体工作原理为：ipm1模块和ipm2模块内均分别有6个igbt模块，ipm1模块中的每两个igbt模块串联，例如igbt模块t10和t13串联，这使得ipm1模块的总体耐压等级为440vac电网电压等级，相应地，ipm2模块中的每两个igbt模块串联，例如igbt模块t20和t23串联，这也使得ipm2模块的总体耐压等级为440vac电网电压等级，而igbt模块t10和t13串联后再与串联后的igbt模块t20和t23连接，形成u输出相，u输出相可接入到380vac电网中，同理地，v输出相和w输出相也可以接入到380vac电网中。
31.以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本实用新型的权利要求范围。