变频器通讯电路原理图解

接线图 2023年07月21日 22:44 215 admin

想到通讯电路，自然会想到RS485、RS422等通讯模式和电路形式。作为硬件维修者更关注后者。而一些设备如变频器或伺服器等，用于旋转变压器或编码器的信号传输，即PG卡板或编码器接口电路也用到类似器件，那么该类器件到底是何东东？如果脱离了上位机或脱离了编码器等信号源，还能检测其好坏吗？
一、器件功能
先让具体的芯片电路说话。见图1~图3电路。

变频器通讯电路原理图解第1张
图1 RS485、RS422收发器芯片

变频器通讯电路原理图解第2张
图2 AM26LV32C芯片引脚及内部原理框图

变频器通讯电路原理图解第3张
图3 AM26LS31C芯片引脚及内部原理框图
图1为半双工/RS485、全双工/RS422通讯电路，均内含接收器（或称驱动器）和接收器两组电路，不同者，是MAX485的两组电路为适应半双工要求，带使能控制端。
图2、图3为经常配对出现的，一为四差动线路驱动器，一为四差动线路接收器，其实仍然是RS485器件的拆分和扩充，单看其中一组电路，并无差异。
二、器件定义
驱动器，把一路串行脉冲变为两路差分信号；接收器，将两路差分信号变为一路串行脉冲。因而该类器件的作用，用一句话来概括：即串行脉冲和差分信号的双向转换器。
此为何也？这是基于差分信号的传输模式对共模干扰的巨大威力而考量的，一而二二而一的费尽周折的转换，不外乎是为了提高传输信号（线路）的抗干扰能力，否则一对一直接传输也就完了。
1、驱动器
我们暂且可将“使能”控制忽略掉，驱动器可简化为图4电路。

变频器通讯电路原理图解第4张
图4 驱动器原理简化和检修等效电路
1）输入、输出信号的关系见图4的a电路，为一进二出模式。
2）电路传输的是数字信号，即0和1，若为+5V供电，电路的静态或即时电平，非5V即0V。而两个输出端，必然呈现反相的关系。
到了b等效电路这一步，对电路的检测和好坏判断，几乎不用我再说了。
2、接收器
仍然可将“使能”控制忽略掉，接收器可简化为图5电路。

变频器通讯电路原理图解第5张
图5 接收器原理简化和检修等效电路
1）输入、输出信号的关系见图5的a电路，为二进一出模式。
2）电路传输的是数字信号，即0和1，若为+5V供电，电路的静态或即时电平，非5V即0V。
虽然为差分模式，但不宜用模拟电路的差分放大器来等效了——因为传输的仍为数字电平信号。这里我只能用异或门电路来勉为等效了——其弃同认异的风格，恰恰也符合了电路信号处理的规则。
当然，找到了等效电路，如何检测，我也不用废话了。
三、检修实例

图6 编码器信号传输电路
上图为交流伺服驱动器的一个电路实例，发生相关编码器信号不良的故障时，势必要对该电路进行检测与判断。常规检修方法是须在接入电机与编码器的闭环模式下进行检查，通常还要用代换法先掉排除掉编码器本身的故障原因。
而独立检修该电路，一无须闭环（接入编码器和电机）控制，二无须脉冲发生器给出脉冲信号，手头只需备一台直流可调稳压电源，已经是万能信号发生器了（任何信号传输电路，均可以给出直流电压信号进行检修，此为后话）。
检修步骤：
1、静态判断
测U31的5、11、13脚输出端，均为3.3V，测U42的2、3脚等输出端，符合2（1）3（0）的电平状态，可判断电路静态正常；
2、动态测量
1）将J19端子的4、5、6短接为线A；将12、13、14短接为线B。调整稳压电压输出为5V（可限流10mA）。
2）线A接信号5V正端，线B接信号5V负端，此时测U31的5、11、13脚输出端，俱为低电平（约0.5V），判断U31工作正常；测测U42的2、3脚等输出端，变为2（0）3（1）的电平状态，可判断U42正常。
转换线A、线B的信号极性，电路维持静态值不变。
至此，对图6编码器信号传输电路的检修，已告结束。
真的就是这么简单，也许事情本来应该就这么简单。往往是人们把它想复杂了搞得复杂了。我只想把电路原本该有的简单与确定的检修模式找出来，以简易的方法完成准确的判断。
如果电路的使能端在禁止状态，我们则可以将其暂时“强制为工作态”进行检修。