變頻器電路中的光耦器件BB變頻器電路原理圖

1、一、電路中為什么要使用光耦器件？1電氣隔離的要求。 A與B電路之間，要進行信號的傳輸，但兩電路之間由于供電級別過 于懸殊，一路為數(shù)百伏，另一路為僅為幾伏；兩種差異巨大的供電系統(tǒng)，無法將電源共用；2、 A電路與強電有聯(lián)系，人體接觸有觸電危險，需予以隔離。而B線路板為人體經(jīng)常接觸 的部分，也不應該將危險高電壓混入到一起。 兩者之間，既要完成信號傳輸，又必須進行電 氣隔離；3、運放電路等高阻抗型器件的采用，和電路對模擬的微弱的電壓信號的傳輸，使得對電路的抗干擾處理成為一件比較麻煩的事情一從各個途徑混入的噪聲干擾，有可能反客為主，將有用信號"淹沒"掉；4、除了考慮人體接觸的安全，又

2、必須考慮到電路器件的安全，當光電耦合器件輸入側(cè)受到 強電壓（場）沖擊損壞時，因光耦的隔離作用，輸出側(cè)電路卻能安全無恙。以上伏安法測電阻電路圖四個方面的原因，促成了光耦器件的研制、開發(fā)和實際應用。光耦的基本作用，是將輸入、輸出側(cè)電路進行有效的電氣上的隔離；能以光形式傳輸信號； 有較好的抗干擾效果； 輸出側(cè)電路能在一定程度上得以避免強電壓的引入和沖擊。二、光電耦合器件的一般屬性：1結(jié)構(gòu)特點：輸入側(cè)一般采用發(fā)光二極管，輸出側(cè)采用光敏晶體管、集成電路等多種形式， 對信號實施電-光-電的轉(zhuǎn)換與傳輸。2、輸入、輸出側(cè)之間有光的傳輸，而無電的直接聯(lián)系。輸入信號的有無和強弱控制了發(fā)光 二極管的發(fā)光強度，而輸出

3、側(cè)接受光信號，據(jù)感光強度，輸出電壓或電流信號。3、 輸入、輸出側(cè)有較高的電氣隔離度，隔離電壓一般達2000V以上。能對交、直流信號進 行傳輸，輸出側(cè)有一定的電流輸出能力， 有的可直接拖動小型繼電器。 特殊型光耦器件能對 毫伏，甚至微伏級交、直流信富士變頻器官方報價號進行線性傳輸。4、 因光耦的結(jié)構(gòu)特性，輸入、輸出側(cè)需要相互隔離的獨立供電電源，即需兩路無”共地”點的供電電源。下述一、二類光耦輸入側(cè)由信號電壓提供了輸入電流通路，但實質(zhì)上輸入信號回路，也是有一個供電支路的；而線性光耦，則輸入側(cè)與輸出側(cè)一樣，是直接接有兩種相隔 離的供電電源的。三、在變頻器電路中，經(jīng)常用到的光電耦合器件，有三種類型：1

4、 一種為三極管型光電耦合器，如PC816、PC817、4N35等，常用于開關(guān)電源電路的輸出電壓采樣和誤差電壓放大電路，也應用于變頻器控制端子的數(shù)字信號輸入回路。結(jié)構(gòu)最為簡單，輸入側(cè)由一只發(fā)光二極管，輸出側(cè)由一只光敏三極管構(gòu)成，主要用于對開關(guān)量信號的隔離與傳輸；2、第二種為集成電路型光電耦合器，如6N137、HCPL2601等，輸入側(cè)發(fā)光管采用了延遲效應低微的新型發(fā)光材料，輸出側(cè)為門電路和肖基特晶什么是絕緣電阻體管構(gòu)成，使工作性能大為提高。 其頻率響應速度比三極管型光電耦合器大為提高，在變頻器的故障檢測電路和開關(guān)電源電路中也有應用；3、第三種為線性光電耦合器，如A7840。結(jié)構(gòu)與性能與前兩種光耦

5、器件大有不同。在電路中主要用于對 mV級微弱的模擬信號進行線性傳輸，在變頻器電路中，往往用于輸出電流的采樣與放大處理、主回路直流電壓的采樣與放大處理。下圖為三類光耦器件的引腳、功能原理圖及三種光耦合器電路圖2此主題相關(guān)圖片如下，點擊圖片看大圖：A7840-O-QQCD 0 g gt+IL去 ££去Lb壬d y g.kong.,(四、第一類光耦器件的測量與在線檢測：第一類型的光電耦合器，輸入端工作壓降約為1.2V，輸入最大電流 50mA，典型應用值為10 mA ;輸出最大電流1A左右，因而可直接驅(qū)動小型繼電器，輸出飽合壓降小于0.4V?？捎糜趲资甼Hz較低頻率信號和直流信號的

6、傳輸。對輸入電壓/電流有極性要求。當形成正伏安法測電阻電路圖向電流通路時，輸出側(cè)兩引腳呈現(xiàn)通路狀態(tài)，正向電流小于一定值或承受一定反向電壓時， 輸出側(cè)兩引腳之間為開路狀態(tài)。測量方法：1、 數(shù)字表二極管檔，測量輸入側(cè)正向壓降為1.2V，反向無窮大。輸出側(cè)正、反壓降或電阻 值均接近無窮大；2、指針表的x10k電阻檔，測其1、2腳，有明顯的正、反電阻差異，正向電阻約為幾十 k&Omega ；，反向電阻無窮大；3、4腳正、反向電阻無窮大；3、 兩表測量法。用指針式萬用表的 x10k電阻檔（能提供15V或9V、幾十&mu ； A的電流 輸出），正向接通1、2腳（黑筆搭1腳），用另一表的電阻

7、檔用 x1k測量3、4腳的電阻值， 當1、2腳表筆接入時，3、4腳之間呈現(xiàn)20k&Omega ;左右的電阻值，脫開1、2腳的表筆，3、4腳間電阻為無窮大。4、 可用一個直流電源串入電阻，將輸入電流限制在10mA以內(nèi)。輸入電路接通時，3、4腳電阻為通路狀態(tài)，輸入電路開路時，3、4腳電阻值無窮大。3、4種測量方法比較準確，如用同型號光耦器件相比較，甚至可檢測出失電容的串并聯(lián)效器件（如輸出側(cè)電阻過大）。上述測量是新器件裝機前的必要過程。對上線不便測量的情況下， 必要時也可將器件從電路中拆下，離線測量，進一步判斷器件的好壞。在實際檢修中，離線電阻測量不是很便利，上電檢測則較為方便和準確。要采取

8、措施，將輸入側(cè)電路變動一下，根據(jù)輸出側(cè)產(chǎn)生的相應的變化（或無變化），測量判斷該器件的好壞。即打破故障電路中的”平衡狀態(tài)”，使之出現(xiàn)”暫態(tài)失衡"，從而將故障原因暴露出來。光耦器 件的輸入、輸出側(cè)在電路中串有限流電阻，在上電檢測中，可用減小（并聯(lián)）電阻和加大電 阻的方法（將其開路）等方法，配合輸出側(cè)的電壓檢測， 判斷光耦器件的好壞。 部分電路中，甚至可用直接短接或開路輸入側(cè)、輸出側(cè)，來檢測和觀察電路的動態(tài)變化，利于判斷故障區(qū)域和檢修工作的開展。測量時的注意事項：光耦器件變頻器應用領(lǐng)域的一側(cè)可能與”強電"有直接聯(lián)系，觸及會有觸電危險，建議維修過程中為機器提供隔離電源! 下圖為常見

9、三極管光耦器件的應用電路圖及光電耦合器在線檢測示意圖。笙此主題相關(guān)圖片如下，點擊圖片看大圖：24Vcom a24 VG上圖中的（1）電路，為變頻器控制端子電路的數(shù)字信號輸入電路，當正轉(zhuǎn)端子FWD與公共端子COM短接時，PC817的1、2腳之間的電壓由0V變?yōu)?.2V ,4腳電壓由5V變?yōu)?V。 同理，當控制端子呈開路狀態(tài)時， PC817的1、2腳之間電壓為0V，而3、4腳之間電壓為 5V。圖（1 ）電路可以看出光耦器件的各腳電壓值，故障或正常狀態(tài)測量輸入、輸出腳電壓 即可得出判斷。上圖（2）電路，測量1、2之間為0.7V （交流信號平均值），3、4腳之間為3V，說明光電 耦合器有了輸入信號，但

10、光耦器件本身是否正常？用金屬鑷子短接PC817的1、2腳，測量4腳的電壓由原3V上升為5V （或有明顯上升），說明光耦器件是好的。若電壓不變，說明 光耦損壞。五、第二類光耦南京臺達變頻器器件的測量與在線檢測：第二種類型的光電耦合器（6N137），輸入端工作壓降約為 1.5V左右，但輸入、輸出最大電流僅為mA級，只起到對較高頻率信號的傳輸作用，電路本身不具備電流驅(qū)動能力，可用于對MHz級信號進行有效的傳輸。同第一類光耦器件一樣，對輸入電壓/電流有極性要求。當形成正向電流通路時，輸出側(cè)兩引腳呈現(xiàn)通路狀態(tài)，正向電流小 于一定值或承受一定反向電壓時，輸出側(cè)兩引腳之間為開路狀態(tài)。此種類型光耦器件的構(gòu)成電

11、路，同第一類光耦器件構(gòu)成的電路形式相類似，但電路傳輸?shù)男盘栴l率較高。其測量與檢查方法也基本上是相似的。如果說第一類光耦為低速和普通光耦， 那么第二類光耦合器，可稱之為高速光耦，二者的區(qū)別，只是對信號響應速度的不同，在電路形式上則是相同的。在線測量：1、可用短接或開路 2、3輸入腳，同時測量電容阻抗無窮大輸出6、5腳的電壓變化；2、減小或加大輸入腳外接電阻，測量輸出腳電壓有無相應變化；3、從+5V供電或其它供電串限流電阻引入到輸入腳，檢測輸出腳電壓有無相應變化。來判 斷器件是否正常；六、第三類光耦器件 一線性光耦： 線性光耦，是光電耦合器中一種比較特殊的器件了。（1 ）線性光耦的特點：結(jié)構(gòu)特點：

12、其輸入、輸出側(cè)電路，不再像第一類光耦器件一樣，只 是二極管/三極管的簡單電路，而是內(nèi)含放大器，并有各自獨立的供電回路；沒有信號輸入 極性要求，只將輸入信號幅度進行線性放大。（2）輸入側(cè)信號輸入端，不再呈現(xiàn)發(fā)光二極管的正、反向特性，或許我們完全可以將兩個 信號輸入端看作是運算放大器的兩個輸入端子一輸入阻抗非常高，不再吸取信號源電流； 能用作微弱電壓信號的輸入和放大；能對差分信號有極高的放大能力，對共模信號有一定平行板電容器的抑制能力；（3）輸出側(cè)電路，為差分信號輸出模式，便于與后級放大器連接，將信號作進一步處理。線性光耦器件 A7840的引腳功能圖及 A7840（ HCPL-7840 ）功能方框圖：口此主題相關(guān)圖片如下，點擊圖片看大圖：DO2VOUT*VOUT-VIN* I 2V+ |'_3_GND1 叵SHIELDA7840 ( HCPL-7840)的工作參數(shù)：輸入側(cè)、輸出側(cè)的供電典型值為5V，輸入電阻480k&Omega ；，最大輸入電壓320mV ;差分信號輸出方式。內(nèi)部輸入電路有放大作用，且為高阻抗輸入，能不失真?zhèn)鬏攎V級交、直流信號，輸出信號作為后級運算放大器差分輸入信號。具有1000倍左右的電壓放大倍數(shù)。典型應用，常與后級運算放大器配合，對微弱（交