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變頻器通訊電路原理圖解

發(fā)布時(shí)間:2021-03-02 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】想到通訊電路,自然會(huì)想到RS485、RS422等通訊模式和電路形式。作為硬件維修者更關(guān)注后者。而一些設(shè)備如變頻器或伺服器等,用于旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器的信號(hào)傳輸,即PG卡板或編碼器接口電路也用到類似器件,那么該類器件到底是何東東?如果脫離了上位機(jī)或脫離了編碼器等信號(hào)源,還能檢測(cè)其好壞嗎?
    
想到通訊電路,自然會(huì)想到RS485、RS422等通訊模式和電路形式。作為硬件維修者更關(guān)注后者。而一些設(shè)備如變頻器或伺服器等,用于旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器的信號(hào)傳輸,即PG卡板或編碼器接口電路也用到類似器件,那么該類器件到底是何東東?如果脫離了上位機(jī)或脫離了編碼器等信號(hào)源,還能檢測(cè)其好壞嗎?
 
一、器件功能
 
先讓具體的芯片電路說(shuō)話。見(jiàn)圖1~圖3電路。
 
變頻器通訊電路原理圖解
圖1 RS485、RS422收發(fā)器芯片
  
 變頻器通訊電路原理圖解
圖2 AM26LV32C芯片引腳及內(nèi)部原理框圖
 
 變頻器通訊電路原理圖解
圖3 AM26LS31C芯片引腳及內(nèi)部原理框圖
 
圖1為半雙工/RS485、全雙工/RS422通訊電路,均內(nèi)含接收器(或稱驅(qū)動(dòng)器)和接收器兩組電路,不同者,是MAX485的兩組電路為適應(yīng)半雙工要求,帶使能控制端。
 
圖2、圖3為經(jīng)常配對(duì)出現(xiàn)的,一為四差動(dòng)線路驅(qū)動(dòng)器,一為四差動(dòng)線路接收器,其實(shí)仍然是RS485器件的拆分和擴(kuò)充,單看其中一組電路,并無(wú)差異。
 
二、器件定義
 
驅(qū)動(dòng)器,把一路串行脈沖變?yōu)閮陕凡罘中盘?hào);接收器,將兩路差分信號(hào)變?yōu)橐宦反忻}沖。因而該類器件的作用,用一句話來(lái)概括:即串行脈沖和差分信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)換器。
 
此為何也?這是基于差分信號(hào)的傳輸模式對(duì)共模干擾的巨大威力而考量的,一而二二而一的費(fèi)盡周折的轉(zhuǎn)換,不外乎是為了提高傳輸信號(hào)(線路)的抗干擾能力,否則一對(duì)一直接傳輸也就完了。
 
1、驅(qū)動(dòng)器
 
我們暫且可將“使能”控制忽略掉,驅(qū)動(dòng)器可簡(jiǎn)化為圖4電路。
 
 變頻器通訊電路原理圖解
圖4 驅(qū)動(dòng)器原理簡(jiǎn)化和檢修等效電路
 
1)輸入、輸出信號(hào)的關(guān)系見(jiàn)圖4的a電路,為一進(jìn)二出模式。
 
2)電路傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào),即0和1,若為+5V供電,電路的靜態(tài)或即時(shí)電平,非5V即0V。而兩個(gè)輸出端,必然呈現(xiàn)反相的關(guān)系。
 
到了b等效電路這一步,對(duì)電路的檢測(cè)和好壞判斷,幾乎不用我再說(shuō)了。
 
2、接收器
 
仍然可將“使能”控制忽略掉,接收器可簡(jiǎn)化為圖5電路。
 
變頻器通訊電路原理圖解
圖5 接收器原理簡(jiǎn)化和檢修等效電路
 
1)輸入、輸出信號(hào)的關(guān)系見(jiàn)圖5的a電路,為二進(jìn)一出模式。
 
2)電路傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào),即0和1,若為+5V供電,電路的靜態(tài)或即時(shí)電平,非5V即0V。
 
雖然為差分模式,但不宜用模擬電路的差分放大器來(lái)等效了——因?yàn)閭鬏數(shù)娜詾閿?shù)字電平信號(hào)。這里我只能用異或門(mén)電路來(lái)勉為等效了——其棄同認(rèn)異的風(fēng)格,恰恰也符合了電路信號(hào)處理的規(guī)則。
 
當(dāng)然,找到了等效電路,如何檢測(cè),也不用廢話了。
 
三、檢修實(shí)例
 
 變頻器通訊電路原理圖解
圖6 編碼器信號(hào)傳輸電路
 
上圖為交流伺服驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)電路實(shí)例,發(fā)生相關(guān)編碼器信號(hào)不良的故障時(shí),勢(shì)必要對(duì)該電路進(jìn)行檢測(cè)與判斷。常規(guī)檢修方法是須在接入電機(jī)與編碼器的閉環(huán)模式下進(jìn)行檢查,通常還要用代換法先掉排除掉編碼器本身的故障原因。
 
而獨(dú)立檢修該電路,一無(wú)須閉環(huán)(接入編碼器和電機(jī))控制,二無(wú)須脈沖發(fā)生器給出脈沖信號(hào),手頭只需備一臺(tái)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源,已經(jīng)是萬(wàn)能信號(hào)發(fā)生器了(任何信號(hào)傳輸電路,均可以給出直流電壓信號(hào)進(jìn)行檢修,此為后話)。
 
檢修步驟:
 
1、靜態(tài)判斷
 
測(cè)U31的5、11、13腳輸出端,均為3.3V,測(cè)U42的2、3腳等輸出端,符合2(1)3(0)的電平狀態(tài),可判斷電路靜態(tài)正常;
 
2、動(dòng)態(tài)測(cè)量
 
1)將J19端子的4、5、6短接為線A;將12、13、14短接為線B。調(diào)整穩(wěn)壓電壓輸出為5V(可限流10mA)。
 
2)線A接信號(hào)5V正端,線B接信號(hào)5V負(fù)端,此時(shí)測(cè)U31的5、11、13腳輸出端,俱為低電平(約0.5V),判斷U31工作正常;測(cè)測(cè)U42的2、3腳等輸出端,變?yōu)?(0)3(1)的電平狀態(tài),可判斷U42正常。
 
轉(zhuǎn)換線A、線B的信號(hào)極性,電路維持靜態(tài)值不變。
 
至此,對(duì)圖6編碼器信號(hào)傳輸電路的檢修,已告結(jié)束。
 
真的就是這么簡(jiǎn)單,也許事情本來(lái)應(yīng)該就這么簡(jiǎn)單。往往是人們把它想復(fù)雜了搞得復(fù)雜了。只想把電路原本該有的簡(jiǎn)單與確定的檢修模式找出來(lái),以簡(jiǎn)易的方法完成準(zhǔn)確的判斷。
 
如果電路的使能端在禁止?fàn)顟B(tài),我們則可以將其暫時(shí)“強(qiáng)制為工作態(tài)”進(jìn)行檢修。
 
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