变频的内部结构有哪些

什么是变频？

说到变频，那应该首先介绍一下我国的市电频率和定频的概念，我国市电的标准是工频交流电，其频率为50Hz；定频就是在市电频率的基础上进行工作的，由于其供电的频率不能改变，因此，定频设备的电机转速是基本不变的，只能依靠开／关控制来调整电机的启停。其优势就是成本便宜，技术成熟，劣势也可想而知，对电机的损耗，和电能的消耗是比较大的。变频就是在定频的基础上添加了一个变频电路，该电路将改变电机的供电频率来实现电机转速的调节。从而实现降低功耗，减少电机的损耗，延长电机使用寿命的作用。

变频设备在日常生活之中，应用是十分广泛的，比如变频空调，变频冰箱，变频洗衣机等等，那么变频的内部结构是什么样的呢？

变频设备的内部电路结构大致分为AC电源输入，PFC功率因素校正电路，DC-DC转换器，电机驱动电路，数字信号传输，模拟信号传输与接口保护电路等等。东芝为了帮助客户可以快速的推进研发进程，支持客户迅速将产品推向市场，因此，在电源转换，电机驱动和接口保护方面都提供了完整的电路方案，方便用户参考与使用。

图1 变频设备的内部结构组成

在电源输入，PFC功率因素校正电路与DC-DC转换器方面，东芝在针对器件的使用方面十分用心。其中电路中涉及到DC-DC转换方面的MOSFET推荐使用东芝自研的U-MOS系列MOSFET，该MOSFET的优势是可以实现高速，低噪声、低开关损耗，同时具有直插式，贴片式封装以及3.3mm×3.3mm TSON小封装，方便用户可以兼容往期产品，也可以将产品小型化到极致。

其中电路中涉及的MCU通信与控制方面东芝推荐使用TMPM37X系列MCU，该MCU封装从VQFN32 5mm／5mm至LQFP100 14mm／14mm，Flash ROM从64KB至512KB，RAM从4K至32K，方便用户可以选择自己适合的MCU。

图2 PFC功率因数校正结构组成

在电机控制方面，东芝针对电机的功率，从而推荐用户可以采用DTMOS系列MOSFET。该系列MOSFET具有超级结，可用于高输出电源应用，并提供D-MOS（双扩散）MOSFET系列产品用于低输出电源应用。与此同时，DTMOS系列MOSFET具有直插式TO-220SIS与贴片式TOLL两种封装，可以允许用户在电路板很小的改动下替换往期的MOS方案。

图3 使用MOSFET的电机驱动电路

在数字信号与模拟信号传输交互与接口电路方面，东芝致力于将电路保护设计到极致。用户可以使用东芝的光耦，电子保险丝，TVS和肖特基二极管等元件实现整体电路的安全保护，为用户电路方面的损坏风险降低。

图4 使用数字光耦的MCU与外部设备通信电路

图5 使用模拟光耦的MCU与外部设备通信电路

图6 接口保护电路

责任编辑：彭菁