變頻器維修基礎知識_變頻器工作原理

變頻器工作原理

變頻器是把工頻電源(50Hz 或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現電機的變速運行的設備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整 流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以 及一些相應的電路。這是變頻器修理中最變頻器的定義。
　   變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器 和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；在變頻器修理中，按照用途分類，可以分 為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。
       在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協調控制、轉差頻率控制、矢量控制、直接轉矩控制等。V/f控制是為了得到理想的轉矩-速度特性，基于在改變 電源頻率進行調速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結構非常簡單，但是這種變頻 器采用開環控制方式，不能達到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉矩補償，以改變低頻轉矩特性。在變頻器修理中，轉差頻率控制是一種直接控制轉矩 的控制方式，它是在V/f控制的基礎上，按照知道異步電動機的實際轉速對應的電源頻率，并根據希望得到的轉矩來調節變頻器的輸出頻率，就可以使電動機具有 對應的輸出轉矩。矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達到對電動機在d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制， 進而達到控制電動機轉矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種PWM波，達到各種不同的控制目的。直接轉矩控制是 利用空間矢量坐標的概念，在定子坐標系下分析交流電動機的數學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩，通過檢測定子電阻來達到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量 控制等復雜的變換計算，系統直觀、簡潔，計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。

一、模電和數電的區別

很多剛進入電子行業，自動化行業的人士對模似電子電路和數字電子電路存在一些疑惑，由其是剛進這行的人更是不明了，當然在接觸變頻器維修與維護時肯定要熟悉。

所謂模似電子電路實際是相對數字電子電路而言。

模電：一般指頻率在百兆HZ以下，電壓在數十伏以內的模似信號以及對此信號的分析/處理及相關器件的運用。百兆HZ以上的信號屬于高頻電子電路范疇。百伏以上的信號屬于強電或高壓電范疇。

數電：一般指通過數字邏輯和計算去分析、處理信號，數字邏輯電路的構成以及運用。

數電的輸入和輸出端一般由模電組成，構成數電的基本邏輯元素就是模電中三級管飽和特性和截止特性。

由于數電可大規模集成，可進行復雜的數學運算，對溫度、干擾、老化等參數不敏感，因此是今后的發展方向。但現實世界中信息都是模似信息 （光線、無線電、熱、冷等），模電是不可能淘汰的，但就一個系統而言模電部分可能會減少。理想構成為：模似輸入——AD采樣（數字化）——數字處理—— DA轉換——模似輸出。

二、運放與比較器區別

運算放大器與專用比較器在變頻器主控板的控電路中比較常見，它的作用也不用我去形容了，做這行的都比我清楚。

1、    運放可以連接成為比較輸出，比較器就是比較。那么市面上為何單獨出售兩種產品，他們有相同和不同之處是什么呢？

2、    比較器輸出一般是OC便于電平轉換；比較器沒有頻補，SLEW RATE比同級運放大，但接成放大器易自激。

比較器的開環增益比一般放大器高很多，因此比較器正負端小的差異就引起輸出端變化。

3、    頻響是一方面，另處運放當比較器時輸出不穩定，不一定能滿足后級邏輯電路的要求。

4、    比較器為集電極開路輸出，容易輸出TTL電平，而運放有飽和壓降，使用不便。

關于運算放大器與專用比較器的區別可分為以下幾點：

1、    比較器的翻轉速度快，大約在NS數量級，而運放翻轉速度一般為US數量級（特殊高速運放除外）

2、    運放可以輸入負反饋電路，而比較器不能使用負反饋，雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端，便因為其內部沒有相位補償電路，如果輸入負反饋，電路不能穩定工作，內部無相位補償電路，這也是比較器比運放速度快的原因。

3、    運放輸入初級一般采用推挽電路，雙極性輸出，而多數比較器輸出極為集電級開路結構，所以需要上拉電阻，單極性輸出，容易和數字電路連接。

三、肖特基二極管和快恢復二極管又什么區別

　　 

 

快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管（5us以下），工藝上多采用摻金措施，結構上有采用PN結型結構，有的采用改進的PIN結 構。其正向壓降高于普通二極管（1-2V），反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數百納秒或更長， 后者則在100納秒以下。 

肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管，簡稱肖特基二極管(Schottky Barrier Diode），具有正向壓降低（0.4－－0.5V）、反向恢復時間很短（10-40納秒），而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，（信息來源：www.dqjsw.com.cn）多用于低電壓場合。 

這兩種管子通常用于開關電源。

肖特基二極管和快恢復二極管區別：前者的恢復時間比后者小一百倍左右，前者的反向恢復時間大約為幾納秒~！

前者的優點還有低功耗，大電流，超高速~！電氣特性當然都是二極管阿~！

快恢復二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件.

肖特基二極管： 反向耐壓值較低40V-50V，通態壓降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢復時間。它是具有肖特基特性的“金屬半導體結”的二極管。其正向起始電壓 較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的，所以，其反向飽 和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。由于肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數限制，因而，它是高頻和快速開關的 理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且，MIS（金屬－絕緣體－半導體）肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發光二極管。

快恢復二極管：有0.8-1.1V的正向導通壓降，35-85nS的反向恢復時間，在導通和截止之間迅速轉換，提高了器件的使用頻率并 改善了波形?？旎謴投O管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆變電源 中做整流元件.

四、變頻器用——電解電容在電路中的作用

1，濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流 后的脈動直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓。在實際中，為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產生變化，所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接 有數十至數百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯了一只容量為 0.001－－0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾．

2，耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態工作點相互影響，常采用電容藕合．為了防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。

二、電解電容的判斷方法

電解電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進行測量．具體方法為：將電容兩管腳短路進行放電，用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負極(對指針式萬用表，用數字式萬用表測量時表筆互調)，正常時表

針應先向電阻小的方向擺動，然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢，說明電容的容量越大，反之則說明電容的容 量越?。绫磲樦冈谥虚g某處不再變化，說明此電容漏電，如電阻指示值很小或為零，則表明此電容已擊穿短路．因萬用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低 耐壓的電容時比較準確，而當電容的耐壓較高時，打時盡管測量正常，但加上高壓時則有可能發生漏電或擊穿現象．

三、電解電容的使用注意事項

1、電解電容由于有正負極性，因此在電路中使用時不能顛倒聯接。在電源電路中，輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸出端，負極接地，輸 出負電壓時則負極接輸出端，正極接地．當電源電路中的濾波電容極性接反時，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動，另一方面又因反向通電 使此時相當于一個電阻的電解電容發熱．當反向電壓超過某值時，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過熱而炸裂損壞．

2．加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓，在設計實際電路時應根據具體情況留有一定的余量，在設計穩壓電源的濾波電容時，如果交流電源電壓為220~時變壓器次級的整流電壓可達22V，此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求．但是，假如交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時，最好選擇耐壓30V以上的電解電容。 

3，電解電容在電路中不應靠近大功率發熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸．

4、對于有正負極性的信號的濾波，可采取兩個電解電容同極性串聯的方法，當作一個無極性的電容。

五、色環電阻估算

為了使廣大的初學者能夠迅速地算出色環電阻的阻值，筆者根據實踐經驗總結出速算色環電阻的“順口溜”獻給廣大的初學者。 

　　   現在常用的色環電阻多為四環電阻，也有少數是五環電阻，而且五環電阻屬于精密電阻，誤差很小。兩種 色環電阻的表示方法見圖1，舉例說明見圖2，其包環含義見附表。 

　　   以下是以四環電阻為例的速算“順口溜”，但也同樣適用于五環電阻值的計算。 

色環電阻是四環，橙為十千黃百千， 

一環二環數相連，綠色環為兆歐級， 

棕1紅2橙是3，藍紫灰白依次排。 

黃4綠5藍為6，阻值誤差百分算， 

紫7灰8白是9，差多差少看四環。 

黑是O來不用算，紫點1來藍點2， 

阻值范圍三環定，綠點5來記心間。 

幾點幾歐金銀環，棕l紅2金是5， 

黑十棕百紅為千，無色20銀減半。 

　　   “順口溜”中“一環二環數相連”表示兩個數為連寫，如一環為棕色，二環為紅色，即寫為12?！昂谑荗來不用算”表示數值色環如果     

為黑環可直接寫成O，如綠、黑環直接寫為50。“阻值范圍三環定，幾點幾歐金銀環”指的是該電阻的阻值大小由三環決定，并且第三環是 金、銀環的，說明該電阻的阻值范圍在幾點幾歐內，如綠、棕、金環為5．1Q，而綠、棕、銀則為O．51Ω?！昂谑匕偌t為千”是指電阻第三環為黑環時，該 電阻的阻值在幾十歐以內，棕色環時其阻值在幾百歐以內，紅色環時阻值在幾千歐以內。如橙、橙、黑為33Ω；橙、橙、棕為330Ω,；而橙、橙、紅則為 3300Ω，以此類推?！白柚嫡`差百分算，差多差少看四環”是指色環電阻的誤差是用百分數來計算的，其誤差多少要看第四環的顏色來確定。如顏色為金色，則 該電阻的誤差是±5％，無色環為±20％，銀色環的則為±10％。上述三種誤差適用于四環電阻，而五環電阻的誤差是看第五道環，其中紫環的誤差 為±o．1％，藍環誤差為±0．2％。綠環誤差為±O．5％，棕環誤差為±1％，紅環誤差為±2％。

六、變頻器用——壓敏電阻基礎知識

1、什么是“壓敏電阻”

　　“壓敏電阻是中國大陸的名詞，意思是"在一定電流電壓范圍內電阻值隨電壓而變"，或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器。相應的英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”。

　　壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種?，F在大量使用的"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素（Zn）和六價元素氧（O）所構成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。 

　　在中國臺灣，壓敏電阻器是按其用途來命名的，稱為"突波吸收器"。壓敏電阻器按其用途有時也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。

2、變頻器維修入門--壓敏電阻電路的“安全閥”作用

　　壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時，流過它的電流極小，相當于一只關死的閥門，當電壓超過UN時，流過它的電流激增，相當于閥門打開。利用這一功能，可以抑制電路中經常出現的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。

3、變頻器維修入門--應用類型

　　不同的使用場合，應用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓/電流應力并不相同，

因而對壓敏電阻的要求也不相同，注意區分這種差異，對于正確使用是十分重要的。

4、變頻器維修入門--電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應用于瞬態過電壓保護，但是它的類似于半導體穩壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：

（1）直流高壓小電流穩壓元件，其穩定電壓可高達數千伏以上，這是硅穩壓管無法達到的。

（2）電壓波動檢測元件。 

（3）直流電瓶移位元件。

（4）均壓元件。

（5）熒光啟動元件

5、變頻器維修入門--保護用壓敏電阻的基本性能

（1）保護特性，當沖擊源的沖擊強（或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的沖擊耐電壓（Urp）。

（2）耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應能承受規定的沖擊電流，沖擊能量，以及多次沖擊相繼出現時的平均功率。

（3）壽命特性有兩項，一是連續工作電壓壽命，即壓敏電阻在規定環境溫度和系統電壓條件應能可靠地工作規定的時間（小時數）。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規定的沖擊的次數。

（4）壓敏電阻介入系統后，除了起到"安全閥"的保護作用外，還會帶入一些附加影響，這就是所謂"二次效應"，它不應降低系統的正常工 作性能。這時要考慮的因素主要有三項，一是壓敏電阻本身的電容量（幾十到幾萬PF），二是在系統電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦 合對其他電路的影響。

 

七、變頻器維修入門--發光二極管的好壞測試

 測試發光二極管的好壞，可以按照測試普通硅二極管正反向電阻的方法測試。指鐘式萬用表撥在R*100或R*1K檔，用黑表筆接發光二 極管正極，紅表筆接負極，測得正向電阻應在20=40K；用黑表筆接發光二極管負極，紅表筆接正極，測得反向電阻應大于500K以上。用數字式萬用表撥在 二極管檔，黑表筆接發光二極管正極，紅表筆接負極，阻值為無窮大。黑表筆接發光二極管負極，紅表筆接正極，發光二極管會有微亮，表示正常。測式方法如圖

　　變頻器維修入門--電路分析圖
　　
　　對于變頻器修理，僅了解以上基本電路還遠遠不夠的，還須深刻了解以下主要電路。主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成。圖2.1是它的結構圖。 

1）驅動電路
驅動電路是將主控電路中CPU產生的六個PWM信號，經光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件（逆變模塊）提供驅動信號。
對驅動電路的各種要求，因換流器件的不同而異。同時，一些開發商開發了許多適宜各種換流器件的專用驅動模塊。有些品牌、型號的變頻器直接采用專用驅動模 塊。但是，大部分的變頻器采用驅動電路。從修理的角度考慮，這里介紹較典型的驅動電路。圖2.2是較常見的驅動電路（驅動電路電源見圖2.3）。（信息來 源：www.dqjsw.com.cn）

驅動電路由隔離放大電路、驅動放大電路和驅動電路電源組成。三個上橋臂驅動電路是三個獨立驅動電源電路，三個下橋臂驅動電路是一個公共的驅動電源電路。
2）保護電路
當變頻器出現異常時，為了使變頻器因異常造成的損失減少到最小，甚至減少到零。每個品牌的變頻器都很重視保護功能，都設法增加保護功能，提高保護功能的有效性。
在變頻器保護功能的領域，廠商可謂使盡解數，作好文章。這樣，也就形成了變頻器保護電路的多樣性和復雜性。有常規的檢測保護電路，軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅動電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等，內部都具有保護功能。
圖2.4所示的電路是較典型的過流檢測保護電路。由電流取樣、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成。

 3）開關電源電路
開關電源電路向操作面板、主控板、驅動電路及風機等電路提供低壓電源。圖2.5富士G11型開關電源電路組成的結構圖。

 

直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級端，開關調整管串接脈沖變壓器另一個初級端后，再接到直流高壓N端。開關管周期性地導通、截止，使初級直流電壓換成矩 形波。由脈沖變壓器耦合到次級，再經整流濾波后，獲得相應的直流輸出電壓。它又對輸出電壓取樣比較，去控制脈沖調寬電路，以改變脈沖寬度的方式，使輸出電 壓穩定。
4）主控板上通信電路
當變頻器由可編程（PLC）或上位計算機、人機界面等進行控制時，必須通過通信接口相互傳遞信號。圖2.6是LG變頻器的通訊接口電路。

 

頻器通信時，通常采用兩線制的RS485接口。西門子變頻器也是一樣。兩線分別用于傳遞和接收信號。變頻器在接收到信號后傳遞信號之前，這兩種信號都經過緩沖器A1701、75176B等集成電路，以保證良好的通信效果。
所以，變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路，還有信號的抗干擾電路。

5）外部控制電路

變頻器外部控制電路主要是指頻率設定電壓輸入，頻率設定電流輸入、正轉、反轉、點動及停止運行控制，多檔轉速控制。頻率設定電壓（電流）輸入信號通過變頻器內的A/D轉換電路進入CPU。其他一些控制通過變頻器內輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中。
　　
　　在下面文章中,上傳了有關變頻器的維修知識供大家分享!
　　根據大家對我的提議以及對我的支持，現在將一些變頻器最基本，基礎的知識貢獻給大家。
　　變頻器開關電源電路
　　變頻器開關電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。開關電源電路如下圖，是由UC3844組成的開關電路：
　　開關電源主要有以下特點:
　　1,體積小,重量輕:由于沒有工頻變頻器，所以體積和重量吸有線性電源的20~30%
　　2，功耗小，效率高：功率晶體管工作在開關狀態，所以晶體管的上功耗小，轉化效率高，一般為60~70%，而線性電源只有30~40%

　　
　　二極管限幅電路限幅器是一個具有非線性電壓傳輸特性的運放電路。其特點是：當輸入信號電壓在某一范圍時，電路處于線性放大狀態，具有恒定的放大倍數， 而超出此范圍，進入非線性區，放大倍數接近于零或很低。在變頻器電路設計中要求也是很高的，要做一個好的變頻器維修技術員，了解它也相當重要。（信息來 源：www.dqjsw.com.cn電氣自動化技術網）
　　1、 二極管并聯限幅器電路圖如下所示：
　　

　　2、二極管串聯限幅電路如下圖所示：　　

　　
　　變頻器控制電路組成
　　
　　如圖1所示，控制電路由以下電路組成：頻率、電壓的運算電路、主電路的電壓、電流檢測電路、電動機的速度檢測電路、將運算電路的控制信號進行放大的驅動電路，以及逆變器和電動機的保護電路。
　　
　　在圖 1點劃線內，無速度檢測電路為開環控制。在控制電路增加了速度檢測電路，即增加速度指令，可以對異步電動機的速度進行控制更精確的閉環控制。
　　　　1)運算電路將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。
　　　　2)電壓、電流檢測電路
　　　　 與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
　　　　3)驅動電路
　　　　 為驅動主電路器件的電路，它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。
　　　　4)I/0輸入輸出電路
　　　　 為了變頻器更好人機交互，變頻器具有多種輸入信號的輸入 (比如運行、多段速度運行等)信號，還有各種內部參數的輸出“比如電流、頻率、保護動作驅動等)信號。
　　　　5)速度檢測電路
　　　　 以裝在異步電動軸機上的速度檢測器 (TG、PLG等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。
　　　　6)保護電路
　　　　 檢測主電路的電壓、電流等，當發生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。
　　　　 逆變器控制電路中的保護電路，可分為逆變器保護和異步電動機保護兩種，保護功能如下 　　
　　
　　變頻器驅動電路的HCPL-316J特性
　　
　　　　HCPL-316J是由Agilent公司生產的一種IGBT門極驅動光耦合器，其內部集成集電極發射極電壓欠飽和檢測電路及故障狀態反饋電路， 為驅動電路的可靠工作提供了保障。其特性為：兼容CMOS/TYL電平；光隔離，故障狀態反饋；開關時間最大500ns；“軟”IGBT關斷；欠飽和檢測 及欠壓鎖定保護；過流保護功能；寬工作電壓范圍(15～30V)；用戶可配置自動復位、自動關閉。 DSP與該耦合器結合實現IGBT的驅動，使得IGBT VCE欠飽和檢測結構緊湊，低成本且易于實現，同時滿足了寬范圍的安全與調節需要。
　　
　　HCPL-316J保護功能的實現
　　
　　　　HCPL-316J內置豐富的IGBT檢測及保護功能，使驅動電路設計起來更加方便，安全可靠。其中下面詳述欠壓鎖定保護(UVLO) 和過流保護兩種保護功能的工作原理：
　　
　　(1)IGBT欠壓鎖定保護(UVLO)功能
　　
　　在剛剛上電的過程中，芯片供電電壓由0V逐漸上升到最大值。如果此時芯片有輸出會造成IGBT門極電壓過低，那么它會工作在線性放大區。 HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護的功能(UVLO)可以解決此問題。當VCC與VE之間的電壓值小于12V時，輸出低電平，以防止IGBT工作在線性 工作區造成發熱過多進而燒毀。示意圖詳見圖1中含UVLO部分。
　　

　　圖1 HCPL-316J內部原理圖
　　
　　(2)IGBT過流保護功能
　　
　　　　HCPL-316J具有對IGBT的過流保護功能，它通過檢測IGBT的導通壓降來實施保護動作。同樣從圖上可以看出，在其內部有固定的7V電 平，在檢測電路工作時，它將檢測到的IGBT C～E極兩端的壓降與內置的7V電平比較，當超過7V時，HCPL-316J芯片輸出低電平關斷IGBT，同時，一個錯誤檢測信號通過片內光耦反饋給輸入 側，以便于采取相應的解決措施。在IGBT關斷時，其C～E極兩端的電壓必定是超過7V的，但此時，過流檢測電路失效，HCPL-316J芯片不會報故障 信號。實際上，由于二極管的管壓降，在IGBT的C～E 極間電壓不到7V時芯片就采取保護動作。
　　

　　整個電路板的作用相當于一個光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)產生 XPWM1及XCLEAR*信號輸出給HCPL-316J，同時HCPL-316J產生的IGBT故障信號FAULT*給控制器。同時在芯片的輸出端接了 由NPN和PNP組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力，匹配IGBT驅動要求。
　　
　　當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時，推挽電路上管(T1)導通，下管(T2)截止， 三端穩壓塊LM7915輸出端加在IGBT門極(VG1)上，IGBT VCE為15V，IGBT導通。當HCPL-316J輸出端VOUT輸出為低電平時，上管(T1)截止，下管(T1)導通，VCE為-9V，IGBT關 斷。以上就是IGBT的開通關斷過程。