變頻器電路中的光耦器件

　　六、第三類光耦器件——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：

　　（1） 結構特點：其輸入、輸出側電路，不再像第一類光耦器件一樣，只是

　　二極體/三極體的簡單電路，而是內含放大器，並有各自獨立的供電迴路；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）輸入側信號輸入端，不再呈現發光二極體的正、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——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，對共模信號有一定的抑制能力；

　　（3）輸出側電路，為差分信號輸出模式，便於與後級放大器連接，將信號作進一步處理。

　　2、線性光耦器件A7840的引腳功能圖：

　　

　　A7840（HCPL-7840）功能方框圖

　　A7840（HCPL-7840）的工作參數：輸入側、輸出側的供電典型值為5V，輸入電阻480kΩ，最大輸入電壓320mV；差分信號輸出方式。內部輸入電路有放大作用，且為高阻抗輸入，能不失真傳輸mV級交、直流信號，輸出信號作為後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。典型應用，常與後級運算放大器配合，對微弱（交、直）電壓信號進行放大和處理。

　　2、3腳為信號輸入腳，1、4腳為輸入側供電端；6、7腳為差分信號輸出腳，8、5腳為輸出側供電端。

　　在線檢測方法：可將內部電路看作是一隻「整體的運算放大器」，2、3腳為同相、反相輸入端，7、6腳為信號輸出端。當短接2、3腳（使輸入信號為零）時，6、7腳之間輸出電壓也為零。當2、3腳有mV級電壓輸入時，6、7腳之間有「放大了的」比例電壓輸出。

　　3、由A7840構成的電流信號檢測電路：

　　

　　英威騰G9/P9小功率變頻器的輸出電流採樣電路

　　部分小功率變頻器機型，對輸出電流的採樣，省掉了電流互感器。在U、V輸出電路中直接串接了mΩ級的電流採樣電阻，將輸出電流信號由採樣電阻轉化為mV級電壓信號，將此電阻上的電壓信號經R1、R2引入到U3、U4（A7840）R的信號輸入端，由U3、U4進行光電隔離和線性傳輸，再經U5（TL082）進行放大（阻抗變換）後，送後級電流檢測與保護電路進一步處理，再送入CPU。U4、U3輸入側的供電是由驅動電路供電（隔離電源）再經U1、U2（L7805穩壓器）穩壓成5V來提供的，此電源必須是與控制電路相隔離的。U4、U5的輸出側供電，則是由CPU主板供電的+5V電源提供的。A7840將輸入百mV級電壓信號放大輸出為V級表徵著輸出電流大小的差分電壓信號，再經後級U5運算放大器反相輸出正電壓信號，送後後級電流信號處理電路。分別被處理成一定幅度的模擬信號送入CPU，用作輸出電流顯示及輸出控制；被處理成開關量信號，用於故障報警，停機保護等。

　　此兩路電流檢測信號輸出，在線路板上標註有IU、IV字樣，是為檢測點。

　　4、由A7840構成的直流迴路電壓信號檢測電路：

　　

　　阿爾法ALPHA2000 18.5kW變頻器直流迴路電壓檢測電路

　　阿爾法ALPHA2000 18.5kW變頻器直流迴路電壓檢測電路，電壓採樣信號直接取自直流迴路的P、N端的530V直流電壓，經電阻降壓、分壓網絡，將分壓所得mV級電壓信號，加到小信號處理光電耦合器A7840（U14）的2、3輸入腳上，經U14實施強、弱電隔離後，形成差分信號輸入到LF353運算放大器的2、3腳，本級電路接成電壓跟隨器，輸出信號由電位器中心頭（線路板上廠家標註測試點VPN）輸出至CPU主板與電源/驅動板的排線端子CNN1的8腳。在三相輸入電壓為380V時，8腳採樣直流電壓為3V。

　　A7840的輸入側供電，是由開關變壓器的一個獨立繞組的交流電壓，經D41、C46等整流濾波，由集成穩壓器78L05穩壓成5V提供的；輸出側供電，則採用CPU主板供電電源+5V。

　　直流迴路電壓檢測信號由排線端子CNN1、CNM的8腳進入CPU主板，一路經R174直接輸入CPU的53腳，此路信號為模擬電壓信號，其作用：1、供操作面板顯示直流電壓值，有的變頻器機型經程序換算後顯示輸入交流電壓值；2、有的機型用於對輸出U/F比的控制，使輸出電壓值比例於輸入電壓值；3、少數機型用於過、欠壓保護的採樣參考。

　　另一路經R155送入LF393開路集電極輸出運放構成的電壓比較器的反相輸入端，該路輸出信號與過流（OL）、OC、OH等信號一起混合為一路「故障匯總信號」，經CPU外圍電路進一步處理，送入CPU引腳，作停機保護和切斷驅動脈衝的控制。LF393的同相輸入端可看作為「可編程基準電壓端」，其基準電壓的幅值由CPU的42、51腳輸出電壓控制，在起動和運行過程中分別給出不同的基準電壓值，與輸入電壓檢測信號相比較。變頻器的不同工作過程，則保護動作閥值也有所不同。

　　當電壓檢測電路本身發生故障時，其檢修方法如下：

　　a、變頻器上電後，即報出過壓或欠壓故障，見上圖電壓檢測電路。測量CN1的8端子電壓，正常值應為3V左右。測量此點電壓值偏高或偏低，說明電壓檢測電路有故障。首先檢測A7840的輸入側、輸出側的5V供電是否正常，LF353的正負15V供電是否正常，若不正常，修復相關電源供電支路。若正常，進行下一步檢修；

　　b、測量A7840的2、3腳之間有100mV以上輸入電壓，用金屬尖鑷子短接A7840的2、3腳，測量LF353的輸出腳1腳電壓有明顯下降，說明以上電壓信號傳輸環節均正常，故障在LF353外接電位器不良或失調。更換並重新調整。調整變頻器的相關參數，令操作顯示面板顯示直流迴路的電壓值，當輸入三相電壓為380V時，調整該電位器，使直流電壓顯示值為530V，即可；

　　c、用金屬尖鑷子短接A7840的2、3腳，測量LF353的1腳電壓無變化，進一步檢測LF353的輸入腳電壓（正常值為3左右，鑷子短接A7840輸入腳時變為OV）值無變化，A7840或外電路元件損壞；LF353輸入腳電壓值為正常值， LF353損壞，更換LF353。

　　d、用鑷子短接A7840的2、3腳時，LF353輸入電壓值有變化，但其值偏低，如從1V變化為0V，檢查A7840外圍元件正常，故障為A7840低效，更換A7840。