常用變頻器運(yùn)算放大器電路分析舉例
作者：佚名
2010-10-08 11:27
來源：不詳
故障實(shí)例1]
某臺(tái)變頻器，上電即跳OH故障，測溫度檢測電路的基準(zhǔn)電壓電路如圖（2）的輸出電壓為1V，該機(jī)為電壓比較器電路，測其輸入端電壓為5V，正常狀態(tài)下輸出端電壓也應(yīng)為5V。將輸出端負(fù)載電路切除后，輸出端電壓仍為1。2V，判斷為該級放大器損壞，更換后故障排除。
三、精密正、負(fù)半波整流器和全波整流器電路：
圖6.21精密半波、全波整流器電路
由電流互感器來的交流電壓信號(hào)，要經(jīng)后續(xù)半波或全波整流電路整流成直流電壓后，再送入CPU，供電流顯示和控制之用。精密半波或全波整流電路也用作模擬信號(hào)的處理和放大。普通整流電路采用二極管做為整流器件，但二極管整流存在非線性失真、有死區(qū)電壓等缺點(diǎn)，尤其用于小信號(hào)整流時(shí)，將使輸出信號(hào)畸變，出現(xiàn)輸出誤差。利用運(yùn)算放大器的放大作用和深度負(fù)反饋?zhàn)饔?，在放大電路中加入二極管，利用二極管的單向?qū)щ娞匦?，?shí)現(xiàn)對輸入正、負(fù)半波信號(hào)引入不同深度的負(fù)反饋，可以對輸入μV級信號(hào)進(jìn)行整密整流，電路本身還具有電壓跟隨或放大作用。
上圖（2）為精密負(fù)半波整流電路，電路將輸入負(fù)半波信號(hào)進(jìn)行精密整流后，倒相輸出。對正半波輸入信號(hào)來說，D1的接入，為放大器引入了深度負(fù)反饋；在負(fù)半波輸入信號(hào)的起始段，因信號(hào)輸入幅度小于D1、D2均處于截止，電路處于開環(huán)放大狀態(tài)，微小的信號(hào)輸入，便會(huì)使輸出腳電壓大于-0。7V，D1導(dǎo)通，D2反偏截止；D2與R125串聯(lián)引入了適度負(fù)反饋（由R125的阻值可決定本級電路是整流器還是整流放大器，本級電路為精密整流器，無放大作用），相當(dāng)于一個(gè)反相放大器，輸出與輸入信號(hào)成倒相關(guān)系。
上圖（1）電路與圖（2）電路的不同之處，在于電路中兩只二極管的極性相反，成為對輸入正半波信號(hào)的精密整流電路。整流原理是一樣的。
由一個(gè)半波整流器電路再加上一個(gè)反相求和電路，如圖（3），實(shí)現(xiàn)將正、負(fù)半波輸入并反相后輸出，可得到全波輸出電壓波形，即構(gòu)成了一個(gè)全波高精度整流電路。
在故障檢測電路中，往往采用整流器電路，對三相輸出電流采樣信號(hào)，進(jìn)行整流與放大，作為模擬電壓信號(hào)（電流檢測信號(hào)）輸入后級故障信號(hào)處理電路和CPU電路，用作過載報(bào)警和運(yùn)行電流的采樣處理。
電路輸入為交流電壓信號(hào)，而輸出為直流電壓信號(hào)，大部分電路為整流器，部分電路為整流放大器。
檢測方法：
1、 整流器電路：輸入側(cè)為交流電壓，輸出側(cè)為直流電壓，兩測量值比較接近。
2、整流放大器，輸入側(cè)為交流電壓，輸出側(cè)為直流電壓，輸出直流電壓值高于輸入交流電壓值。
3、可通過短接兩輸入端或人為改變輸入端電壓的方法，測量輸出端電壓的相應(yīng)變化，來判斷電路是否處于正常狀態(tài)。
[故障實(shí)例1]
某臺(tái)變頻器，上電即跳OC故障，檢測電流檢測電路如圖（2）的輸出電壓為13V，撥掉電流互感器引線端子，該級放大器仍為13V，判斷整流器電路損壞，更換后故障排除。
四、電壓比較器、梯級電壓比較器和窗口電壓比較器電路：
上述幾種電路，都用于模擬信號(hào)的放大整流等，其輸出信號(hào)仍有模擬信號(hào)，可稱為模擬信號(hào)（放大）處理電路，而下文電壓比較等電路，則輸出為開關(guān)量信號(hào)，其電路已脫離了模擬放大的范疇，似乎進(jìn)入了“數(shù)字電路”的領(lǐng)域，是拿模擬電路當(dāng)作了數(shù)字電路來應(yīng)用。
圖6.22 三種電壓比較器電路
電壓比較器的作用是比較兩個(gè)輸入電壓信號(hào)的大小，圖（1）電路，放大器的同相輸入端的電壓，為R2、R3兩電阻對+5V的分壓值2。5V，稱為基準(zhǔn)電壓值，輸入信號(hào)與此基準(zhǔn)值比較，高于此值時(shí)，則輸出為0V低電平信號(hào)，低于低值時(shí)，則輸出為+15V高電平信號(hào)。電路又稱為單值比較器，電路的輸出狀態(tài)取決于輸入信號(hào)電壓的一個(gè)值（一個(gè)點(diǎn)）——2。5V。
將兩級電壓比較器接為圖（2）電路，則成為梯級電壓比較器，電路有一路輸入信號(hào)，兩路輸出信號(hào)。N1、N2兩級電壓比較器，輸入的是同一路信號(hào)電壓，但兩級電路同相輸入端的基準(zhǔn)電壓值不同，N1基準(zhǔn)電壓為6。6V，N2基準(zhǔn)電壓值則為3。3V。當(dāng)輸入信號(hào)由0V到逐漸上升時(shí)，當(dāng)上升為3。3V以上時(shí)，N2的輸出狀態(tài)先變?yōu)榈碗娖?；N2在輸入信號(hào)值大于6。6V時(shí)，才有低電平信號(hào)輸出。圖（2）電路在用于直流回路電壓檢測電路時(shí)，當(dāng)因負(fù)載電機(jī)再生發(fā)電能量回饋至直流回路，使直流回路電壓上升到一定值時(shí)，N2先輸出制動(dòng)動(dòng)作信號(hào)，將制動(dòng)電阻接入直流回路，消耗電壓增量；若電壓繼續(xù)上升，N1則輸出OU過壓信號(hào)，變頻器保護(hù)停機(jī)。
若將兩級電壓比較器接為圖（3）電路，則構(gòu)成窗口電壓比較器電路。相對于單級電壓比較器電路，窗口電壓比較器可稱為雙值比較器了。電路有兩個(gè)基準(zhǔn)比較值，輸出一路信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)≥基準(zhǔn)電壓1≤基準(zhǔn)電壓2時(shí)，電路輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在輸入信號(hào)的中間值的一個(gè)范圍內(nèi)，輸出狀態(tài)不變。圖（3）電路為接地故障信號(hào)處理電路。N1放大器的同相端是R46、R50對+15V的分壓值，N2放大器的反相端是R81、R69對-15V的分壓值。輸入三相電流采樣信號(hào)進(jìn)入到N1的反相輸入端和N2的同相輸入端，分別與正分壓值和負(fù)分壓值相比較，無論是輸入信號(hào)的正半波或負(fù)半波，只要大于兩個(gè)基準(zhǔn)值，便會(huì)報(bào)出地短路信號(hào)。
電壓比較器應(yīng)用數(shù)字電路，可據(jù)信號(hào)幅度靈活設(shè)置基準(zhǔn)電壓，比采用數(shù)字電路更為方便。另外，圖（3）電路采用開路集電極輸出的運(yùn)算放大器電路，可以實(shí)現(xiàn)輸出端的并聯(lián)輸出，使電路更為簡潔。若采用普通放大器，則輸出信號(hào)還要經(jīng)兩只二極管隔離，再并接在一起。
三類電壓比較器電路，常用于將檢測的電流或電壓的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)化為開關(guān)量信號(hào)——故障信號(hào)輸出，供實(shí)施控制動(dòng)作和停機(jī)保護(hù)之用。
檢測方法：
1、放大器輸出端只有兩個(gè)電平狀態(tài)，低電平，接近供電的地電平或負(fù)供電值；高電平，接近正供電值；
2、測反相輸入端低于同相輸入端電壓值，則輸出為低電平，反之，則輸出為高電平。
3、可通過短接兩輸入端或人為改變輸入端電壓的方法，測量輸出端高低電平的相應(yīng)變化，來判斷電路是否處于正常狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：常用變頻器放大器
某臺(tái)變頻器，上電即跳OH故障，測溫度檢測電路的基準(zhǔn)電壓電路如圖（2）的輸出電壓為1V，該機(jī)為電壓比較器電路，測其輸入端電壓為5V，正常狀態(tài)下輸出端電壓也應(yīng)為5V。將輸出端負(fù)載電路切除后，輸出端電壓仍為1。2V，判斷為該級放大器損壞，更換后故障排除。
三、精密正、負(fù)半波整流器和全波整流器電路：
圖6.21精密半波、全波整流器電路
由電流互感器來的交流電壓信號(hào)，要經(jīng)后續(xù)半波或全波整流電路整流成直流電壓后，再送入CPU，供電流顯示和控制之用。精密半波或全波整流電路也用作模擬信號(hào)的處理和放大。普通整流電路采用二極管做為整流器件，但二極管整流存在非線性失真、有死區(qū)電壓等缺點(diǎn)，尤其用于小信號(hào)整流時(shí)，將使輸出信號(hào)畸變，出現(xiàn)輸出誤差。利用運(yùn)算放大器的放大作用和深度負(fù)反饋?zhàn)饔?，在放大電路中加入二極管，利用二極管的單向?qū)щ娞匦?，?shí)現(xiàn)對輸入正、負(fù)半波信號(hào)引入不同深度的負(fù)反饋，可以對輸入μV級信號(hào)進(jìn)行整密整流，電路本身還具有電壓跟隨或放大作用。
上圖（2）為精密負(fù)半波整流電路，電路將輸入負(fù)半波信號(hào)進(jìn)行精密整流后，倒相輸出。對正半波輸入信號(hào)來說，D1的接入，為放大器引入了深度負(fù)反饋；在負(fù)半波輸入信號(hào)的起始段，因信號(hào)輸入幅度小于D1、D2均處于截止，電路處于開環(huán)放大狀態(tài)，微小的信號(hào)輸入，便會(huì)使輸出腳電壓大于-0。7V，D1導(dǎo)通，D2反偏截止；D2與R125串聯(lián)引入了適度負(fù)反饋（由R125的阻值可決定本級電路是整流器還是整流放大器，本級電路為精密整流器，無放大作用），相當(dāng)于一個(gè)反相放大器，輸出與輸入信號(hào)成倒相關(guān)系。
上圖（1）電路與圖（2）電路的不同之處，在于電路中兩只二極管的極性相反，成為對輸入正半波信號(hào)的精密整流電路。整流原理是一樣的。
由一個(gè)半波整流器電路再加上一個(gè)反相求和電路，如圖（3），實(shí)現(xiàn)將正、負(fù)半波輸入并反相后輸出，可得到全波輸出電壓波形，即構(gòu)成了一個(gè)全波高精度整流電路。
在故障檢測電路中，往往采用整流器電路，對三相輸出電流采樣信號(hào)，進(jìn)行整流與放大，作為模擬電壓信號(hào)（電流檢測信號(hào)）輸入后級故障信號(hào)處理電路和CPU電路，用作過載報(bào)警和運(yùn)行電流的采樣處理。
電路輸入為交流電壓信號(hào)，而輸出為直流電壓信號(hào)，大部分電路為整流器，部分電路為整流放大器。
檢測方法：
1、 整流器電路：輸入側(cè)為交流電壓，輸出側(cè)為直流電壓，兩測量值比較接近。
2、整流放大器，輸入側(cè)為交流電壓，輸出側(cè)為直流電壓，輸出直流電壓值高于輸入交流電壓值。
3、可通過短接兩輸入端或人為改變輸入端電壓的方法，測量輸出端電壓的相應(yīng)變化，來判斷電路是否處于正常狀態(tài)。
[故障實(shí)例1]
某臺(tái)變頻器，上電即跳OC故障，檢測電流檢測電路如圖（2）的輸出電壓為13V，撥掉電流互感器引線端子，該級放大器仍為13V，判斷整流器電路損壞，更換后故障排除。
四、電壓比較器、梯級電壓比較器和窗口電壓比較器電路：
上述幾種電路，都用于模擬信號(hào)的放大整流等，其輸出信號(hào)仍有模擬信號(hào)，可稱為模擬信號(hào)（放大）處理電路，而下文電壓比較等電路，則輸出為開關(guān)量信號(hào)，其電路已脫離了模擬放大的范疇，似乎進(jìn)入了“數(shù)字電路”的領(lǐng)域，是拿模擬電路當(dāng)作了數(shù)字電路來應(yīng)用。
圖6.22 三種電壓比較器電路
電壓比較器的作用是比較兩個(gè)輸入電壓信號(hào)的大小，圖（1）電路，放大器的同相輸入端的電壓，為R2、R3兩電阻對+5V的分壓值2。5V，稱為基準(zhǔn)電壓值，輸入信號(hào)與此基準(zhǔn)值比較，高于此值時(shí)，則輸出為0V低電平信號(hào)，低于低值時(shí)，則輸出為+15V高電平信號(hào)。電路又稱為單值比較器，電路的輸出狀態(tài)取決于輸入信號(hào)電壓的一個(gè)值（一個(gè)點(diǎn)）——2。5V。
將兩級電壓比較器接為圖（2）電路，則成為梯級電壓比較器，電路有一路輸入信號(hào)，兩路輸出信號(hào)。N1、N2兩級電壓比較器，輸入的是同一路信號(hào)電壓，但兩級電路同相輸入端的基準(zhǔn)電壓值不同，N1基準(zhǔn)電壓為6。6V，N2基準(zhǔn)電壓值則為3。3V。當(dāng)輸入信號(hào)由0V到逐漸上升時(shí)，當(dāng)上升為3。3V以上時(shí)，N2的輸出狀態(tài)先變?yōu)榈碗娖?；N2在輸入信號(hào)值大于6。6V時(shí)，才有低電平信號(hào)輸出。圖（2）電路在用于直流回路電壓檢測電路時(shí)，當(dāng)因負(fù)載電機(jī)再生發(fā)電能量回饋至直流回路，使直流回路電壓上升到一定值時(shí)，N2先輸出制動(dòng)動(dòng)作信號(hào)，將制動(dòng)電阻接入直流回路，消耗電壓增量；若電壓繼續(xù)上升，N1則輸出OU過壓信號(hào)，變頻器保護(hù)停機(jī)。
若將兩級電壓比較器接為圖（3）電路，則構(gòu)成窗口電壓比較器電路。相對于單級電壓比較器電路，窗口電壓比較器可稱為雙值比較器了。電路有兩個(gè)基準(zhǔn)比較值，輸出一路信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)≥基準(zhǔn)電壓1≤基準(zhǔn)電壓2時(shí)，電路輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在輸入信號(hào)的中間值的一個(gè)范圍內(nèi)，輸出狀態(tài)不變。圖（3）電路為接地故障信號(hào)處理電路。N1放大器的同相端是R46、R50對+15V的分壓值，N2放大器的反相端是R81、R69對-15V的分壓值。輸入三相電流采樣信號(hào)進(jìn)入到N1的反相輸入端和N2的同相輸入端，分別與正分壓值和負(fù)分壓值相比較，無論是輸入信號(hào)的正半波或負(fù)半波，只要大于兩個(gè)基準(zhǔn)值，便會(huì)報(bào)出地短路信號(hào)。
電壓比較器應(yīng)用數(shù)字電路，可據(jù)信號(hào)幅度靈活設(shè)置基準(zhǔn)電壓，比采用數(shù)字電路更為方便。另外，圖（3）電路采用開路集電極輸出的運(yùn)算放大器電路，可以實(shí)現(xiàn)輸出端的并聯(lián)輸出，使電路更為簡潔。若采用普通放大器，則輸出信號(hào)還要經(jīng)兩只二極管隔離，再并接在一起。
三類電壓比較器電路，常用于將檢測的電流或電壓的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)化為開關(guān)量信號(hào)——故障信號(hào)輸出，供實(shí)施控制動(dòng)作和停機(jī)保護(hù)之用。
檢測方法：
1、放大器輸出端只有兩個(gè)電平狀態(tài)，低電平，接近供電的地電平或負(fù)供電值；高電平，接近正供電值；
2、測反相輸入端低于同相輸入端電壓值，則輸出為低電平，反之，則輸出為高電平。
3、可通過短接兩輸入端或人為改變輸入端電壓的方法，測量輸出端高低電平的相應(yīng)變化，來判斷電路是否處于正常狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：常用變頻器放大器
