Устройство для проверки изолированных усилителей электропривода

Изолированные усилители с оптической передачей сигнала имеют ограниченный ресурс. Их эксплуатационные характеристики ухудшаются по мере ухудшения оптической связи оптопары внутри микросхемы усилителя. Этот дефект выражается в смещении напряжений на дифференциальном выходе усилителя относительно нуля при отсутствии сигнала на входе и имеет тенденцию роста. Перекос напряжений влечёт за собой изменение в работе ШИМ, создавая ложную картину о токовых режимах основной нагрузки. В драйверах моторов такой дефект может вывести из строя дорогостоящие IGBT и интеллигентные модули.

Диагностика изолированного усилителя в схеме не всегда возможна. Как правило, в драйвере процессорная плата находится поверх силовой и закрывает доступ к микросхеме.  Усилители типа HCPL-7800 и HCPL-7840 питаются от двух изолированных источников стабилизированного напряжения 5 вольт. Вторичное питание всегда гальванически связано с АЦП процессорной части и питается от одного источника. Первичное питание может поступать от отдельной обмотки трансформатора, а может формироваться  непосредственно от U, V, W фаз сервомотора. Это весьма логично, поскольку сервомотор или шаговый двигатель сохраняют свою позицию в активном режиме, находясь под напряжением драйвера. Такое схемное решение значительно снижает стоимость изделия.

Работа устройства

Скачать архив представленной схемы в формате spl7

Предлагаемое автором простое устройство позволяет проводить проверку изолированных усилителей HCPL-7800, HCPL-7840 и выявлять перекос напряжений  уже на ранней стадии проявления дефекта. Устройство построено на базе микросхемы TL084, три элемента которой DA2.1 – DA2.3 включены по схеме инструментального усилителя, а четвёртый, DA2.4, – по схеме инвертирующего усилителя. Выход этого элемента нагружен на светодиод VD1, включенный через мостовой выпрямитель BR1. Это сделано для того, чтобы фиксировать любую полярность напряжения ошибки. Прямой вход усилителя DA1.4 получает фиксированное напряжение 2,5 вольта с микросхемы DA3, а инструментальный усилитель – регулируемое. Это необходимо для точной установки нуля схемы, напряжение которого можно контролировать в точке ТР1. Функциональная проверка производится нажатием кнопки S1. При этом на прямом входе усилителя DA1 установится напряжение 200 мВ и индикатор HL1 включится.

Конструкция и детали

Особых требований к компонентам и печатной плате нет, поэтому устройство можно собрать на тестовой плате и использовать любые маломощные резисторы и конденсаторы на напряжение не менее 25 вольт.  Использование SMD элементов также допустимо. Последние устанавливают со стороны пайки. В дополнение к основному сокету устанавливают дополнительные контакты для проверки изолированных усилителей с планарным расположением выводов. Микросхема усилителя DA2  может быть заменена на любую аналогичную или две двойные типа TL082. Диодный мост BR1 – любой имеющийся в наличии или сборка из 4-х диодов 1N4148. В качестве индикатора HL1 использован  красный светодиод с прозрачной белой линзой.

После завершения монтажа плату необходимо тщательно вымыть от остатков флюса и покрыть нитролаком.

Регулировку устройства проводят с заведомо исправной микросхемой DA1. При включенном питании следует установить потенциометр R14 в правое по схеме положение, а потенциометр R12  в точку гашения светодиода HL1. При этом в контрольной точке TP1 установится напряжение 2,5 – 2,6 вольта. Потенциометр R14 устанавливают в среднее положение и, по мере необходимости регулируют чувствительность устройства. В случае установки в сокет неисправной или “подсевшей” микросхемы DA1 засветится индикатор HL1. Отсутствие в сокете микросхемы DA1 или нажатие на кнопку  S1 TEST будет также сопровождаться включением красного индикатора HL1.

Питание устройства можно осуществить как от отдельного двухполярного источника, так и от формирователя двухполярного напряжения, описанного в журнале Радиоаматор №5 2009. Потребление тока устройством не превышает 100мА.

Гурович Павел, Беэр-Шева, Израиль.

Статья была опубликована в первом выпуске журнала «Электрик» 2011 г.

Все права защищены. Перепечатка, публикование данной статьи в любых других источниках запрещена.

 

19.06.2011 PGurov

 Метки:

Comments are closed.