在成都變頻器電路中,經(jīng)常用到的光電耦合器件,有三種類型:
1、第一種為三極管型光電耦合器,如PC816、pC817,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(yīng)用于變頻器控制端子的數(shù)字信號輸入回路。結(jié)構(gòu)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(yīng)低微的新型發(fā)光材料,輸出側(cè)為門電路和肖基特晶體管構(gòu)成,使工作性能大為提高。其頻率響應(yīng)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(yīng)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(jìn)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。 第一種類型的光電耦合器,輸入端工作壓降約為1.2V,大電流50mA,典型應(yīng)用值為10mA;輸出大電流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。可用于幾十KHZ較低頻率信號和直流信號的傳輸。對輸入電壓/電流有極性要求。當(dāng)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)。
測量方法:
1、數(shù)字萬用表二極管檔,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kΩ,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x10電阻檔(能提供15V或9V、幾十uA的電流輸出),正向接通1、2腳(黑筆搭1腳),用另一表的電阻檔用1k測量3、4腳的電阻值,當(dāng)1、2腳表筆接入時,3、4腳之間呈現(xiàn)2kΩ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、4兩種測量方法比較準(zhǔn)確,如用同型號光耦器件相比較,甚至可檢測出失效器件(如輸出測電阻過大); 在實(shí)際檢修中,離線電阻測量不是很方便,上電檢測則較為方便和準(zhǔn)確。要采取措施,將輸入側(cè)電路變動一下,根據(jù)輸出測產(chǎn)生的相應(yīng)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??捎脺p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,判斷光藕器件的好壞。部分電路路中,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:光耦器件的一側(cè)可能與“強(qiáng)電”有直接聯(lián)系。觸及會有觸電危險;建議維修過程中為機(jī)器提供隔離電源!
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(jìn)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)變化。
第三類光耦器件線性光耦,是光電耦合器中一種比較特殊的器件了。
1、線性光耦的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);其輸入、輸出側(cè)電路,不再像第一類光耦器件一樣,二極管/三極管的簡單電路,而是內(nèi)含放大器,并有各自獨(dú)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(jìn)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(yùn)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(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(jìn)一步處理。