变频器电路的 “电源系统”
变频器的控制电路，要正常工作，需要一个的动力源，提供能源供应，开关电源，即是一个能量总仓库。开关电源要为驱动电路提供电源，控制IGBT的开通和截止；提供常规电流、电压、温度检测电路的+15V、-15V电源，CPU主板和操作显示面板所需的+5V工作电源；控制端子所需的24V电源，包含控制继电器线圈的24V供电，为几路电源，可称为电源系统的“主干”但仅有其上几路电源（可以称为本源电源），还是不够的，实际电路中，还据以上几路电源，“衍生”出更多的电源，从电源主干主分出的“枝节”，有的可以称之为基准电压源、将复位与电源功能合一的复位电源等等。做为一名维修者，光看到“本源电源”，检修本源电源是不够的，还会学会检修“衍生电源”，才能使看自己的修理能力上到一个新的层次，才会发现，甚至一些疑难故障的形成，只是部分“衍生电源”失常而已，掌握这些“衍生电源”的检测方法，处理某些故障，便有了事半功倍的效果。
下文以海利普HLPP001543型变频器的控制电源系统为例，看看究竟由哪几部分电路，构成了整个的电源系统。
1、开关电源电路：
图1：开关电源电路
开关电源的供电，取自550V直流回路，经噪声滤波器引入至开关电源电路。功率开关管振荡逆变、脉冲变压器电压转换，完成直-交-直转换，取向多路低压直流电，供控制电路。本机电源电路是一个单端反激式电路，一次侧电路由开关管、分流管等到元件组成，T19为开关管，采用功率三极管，这是一个电压、电流双闭环控制自激振荡电路，T20为T19的基极电流分流管，完成电压闭环控制，用于稳压稳定输出电压，晶体管T17用于电流闭环控制，用于限制T19的流通电流，起到限流和过载保护作用。
开关（或脉冲）变压器二次侧的整流滤波电路，提供CPU主板和驱动板控制电路的+5V、=15V、-15V和12V控制端子供电，图1只画出二次侧电源电路的一部分，另一部分，则用于专门对驱动电路的电源供应，一般是分为6路，或合并于4路。见图2。
2、驱动电路的6路供电电源和+5V*电源：
图2 驱动电路的输入、输出侧供电电路
1）IGBT驱动电路的六路供电电源：
驱动电路的供电，一般也是由开关电源提供，本机电路由开关变压顺六个独立的二次绕组电压，经整流滤波，取得约25V的直流电压，供驱动IC的电源端子，25V电压再经R、Z稳压电路，分为+16V和-9V两路正、负电源，提供IGBT的正/负驱动/截止控制电流通路。+16V电源，用于驱动IGBT使之开通，-9V电源控制IGBT的截止。驱动IC实质上为光耦合器电路，输出侧由25V电源供给。输入侧发光二极管的供电，需另一个供电电源。
2）驱动电路输入侧的+5V*电源：
这算是第一路有点特殊的供电电源了。+5V*电源取自主板的+5V供电，变频器上电后的停机状态，测输出基本上接近+5V，晶体三极管T16处于饱和状态，管压降仅为0.1V左右，输入、输出电压值近似相等。严格说来，这不是一路稳压电源，电路具有恒流源特性。R79、T80、Z7提供了T16的稳定Ib电流，电路的负载电压取决于负载电路的变化，但输出电流值近似恒定，保障驱动IC的输入侧内部发光二极管产生稳定的光电流，提高传输信号的陡峭度。变频器起动后，测输出电压变为4.2V左右。
图2电路的软故障表现：
1）当六路驱动电源的滤波电容如C6、C7电容的容量下降或失容时，对IGBT的驱动能力不足，造成空载或轻载时变频器运行正常，带一定负载后，IGBT导通内阻变大，管压降上升，电机振动剧烈，输出偏相、使、保护电路频报OC故障等。此时检测驱动输出的触发信号和逆变功率电路，往往表现正常。
2）当+5V*电源异常——通常由于T16断路或R79开路等故障，造成+5V*为零。六路驱动IC全部失去输入侧供电，驱动电路停止工作。此时CPU能正常发送触发脉冲，操作显示面板能正常显示输出频率，面板运行指示灯点亮，变频器表现出“正常工作”的状态，但测量U、V、W三输出端，无输出电压，电机不转。这也是论坛帖子中反映较多的变频器的一个故障现象，此种故障现象由+5V*电源异常所引起的机率是较大的。
3、CPU（微控制器）所需的各路电源：
图3 CPU外围电源电路
1）CPU的常规工作电源为+5V，CPU对电源的要求比较苛刻，要求不高于5.3V和低于4.7V，开关电源输出的这一路电源也比较稳定。CPU内部数字和模拟电路的供电往往是独立的，以避免产生相互干扰。相关电源引入脚应有+5V的稳定供电；
2）CPU的“复位电源”，这是第2路较为特殊的电源，变频器上电瞬间，由U1产生一个“瞬态”低电平的脉冲信号，然后恢复+5V的“常规”电压值。U1为专用CPU复位芯片，兼有“看门狗”功能，对CPU的供电电压有监视功能，当电压下降至某一阀值时导致CPU程序紊乱时，输出复位信号，强制CPU复位（处于工作停止状态）；
3）CPU还常常需要一个基准电压信号，一般是由基准电压源T431对+5V“调压”输出2.5V的基准电压，送入CPU的VREF基准电压端，本机电路是由R28、C26简单滤波后引入+5V作为CPU的基准电压。
送入CPU的模拟信号有电压检测信号，模块温度检测信号和输出电流检测信号等，CPU内部在进行模/数转换时，需要与一个稳定的基准电压相比较，以确定输入信号的大小和幅度。CPU的56脚输入信号即起到这个作用。
CPU外围电源电路异常时的软故障表现：
1）当+5V偏低时或复位电路不良时，出现操作面板数码管显示5个8（闪烁），CPU进入强制复位状态，操作按键等无反应。程序死机。
2）当基准电压异常时，如C26的漏电，使56脚基准电压降低时，CPU内部模/数转换数值增大，检测电路所送入的正常信号，被CPU误判为异常信号，上电即报出OU、OC或OH信号。拒绝起动运行。此时检测各路故障检测电路，输出信号往往是正常的。但通过操作显示面板调看直流电压值等参数，却被吓一跳：直流电压达到了700V！检修人员对CPU芯片本身产生怀疑，但更换CPU芯片（内部写有程序）也无济于事，当然更换主板，能解决问题。怀疑CPU不良时，不要漏掉对CPU的VREF脚的基准电压进行检查。
4、其它电源电路：
1）像CPU需要一路基准电源一样，电压、电流、温度检测电路多由运算放大器组成，对输入各种检测信号也需要与一稳定的基准电压相比较，以获得可定量的检测信号，产生模拟（用于检测量显示）和数字（故障报警）信号，送CPU电路。
图4 检测电路共用的VREF（-2.5V）基准信号
有的变频器的电压、电流和温度检测电路，需要+5V、-2.5V、+10V等多路基准电压信号，本机电路，电压、电流、温度检测电路共用一路-2.5V基准信号，该路基准电压信号，由输入+5V信号，经2倍反相衰减电路（由运算放大器构成）产生-2.5V的稳定电压，供各种检测电路作为基准信号使用。
2）变频器的控制端子，常常需要一路+10V电源，作为频率调节外部电位器的供电。而开关电源本身无此路电源输出，往往由稳压或运放电路对开关电源输出的+15V进行处理，得到+10调速电源。本机+10V电源电路如下：
图5 控制端子的+10V电源电路
由2倍压放大电路U14，对输入+5V电压信号进行放大，R123的左端电压总是“试图保持”2倍的5V电压，电路本身有“稳压效果”，能在一定范围内适宜外接负载的变化而保护+10V输出不变。
以上两路电源电路不良时，会造成的软故障现象：
1）当-2.5V基准电压偏高或偏低时，会造成如CPU的VREF引脚电压变化一样的后果。出现电压、电流、温度显示值全都偏高或偏低时，说明不可能是各路检测电路都同时坏掉了，而是一个共同的原因在起作用——往往是具有电源性质的电路产生了故障！需检查CPU引脚的基准电压和检测电路的基准电压有无失常。基准电压的偏离，可能会使保护动作失效，也可能会导致故障检测电路，误报故障，使电路进入停机保护状态。
2）端子控制电压+10V失常或消失后，产生端子频率调整失效的失效或调不到最高转速等故障现象。
