CPU主板电路之三

1CPU主板电路之三——控制端子电路一、数字控制端子电路：变频器的操作控制端子，接收和输出，处理的是数字、模拟两大类信号。模拟信号一般用于输入0—5V（10V）的频率指令，决定变频器输出转速；输出对应输出（给定）频率的模拟电压信号，供外接频率表显示运转频率等。而数字信号，其输入信号，则用于变频器的启/停和故障复位等控制；输出开关量信号，用于外接继电器、指示灯，用作变频器故障或运转状态的监控等。下图（图1）为数字控制端子电路，3为数字信号公共端子，5、6、7、8、9为数字信号信号输入端子。其中任一信号输入端子与公共端3端子接通时，都能形成光耦合器的输入通路，从而将控制信号传输给CPU。采用光耦合器的好处，除实现电气隔离外，也使抗干扰性能有所提高。变频器控制端子的信号，输入和输出的，均是直接来自于CPU引脚。CPU的13至17脚，为开关量控制信号输入脚。而22脚，则输出开关量信号，信号内容（运转、故障等）一般可由参数设定，又称为可编程输出端子。输出信号经R36，为控制开关管TR3提供了正向基极偏流，TR3的导通直接驱动RY1继电器，由A、B、C三个端子输出开关量信号，供外接指示灯或继电器，指示变频器的工作状态。从CPU的76脚输出的是代表输出转速的脉冲信号，经R27驱动三极管TR2，TR2进而驱动光耦合器PC2，PC2输出的脉冲信号经R75、C28滤波成平滑直流电压，加至后续两级电压跟随器进行电流放大后，由控制端子4输出0—10V（频率输出）模拟信号。该电路其实可看作是简单的模/数变换电路，虽端子输出为模拟电压，但CPU输出仍为数字(脉冲)信号。数字（开关量）信号，在任意时刻，电路的输入、输出侧电位均为0（供电电源地电位）和1（供电电源的正端电位）两种状态。21513D0/P3.0R3014C29+5V103x5PC3PC817R85/R86D3R87R78Vc16R20/R21R81102R80R89R79103R91R7751R19103R221036362PC4PC81757202x54778C30D47746962PC5PC817C31D5868656463PC6PC817C32D69717170R34R31R32R33182x5+5VPC7PC817R7711SCK0/RQ4/P9.410RXD0/P9.2C28D29TXD0/P9.054645MD1366P7.7/AN717168NDTRG/TP15/PB71722A0/P1.049NMIR3651244MD0R371031TR3231/2IC610358RY1VccD1DSIE-M-DC9VC25CBAVc1301DA3RY14R72控制端子R7410k3kR73D1/P3.11/2D2/P3.2D3/P3.3D4/P3.4Vc1IC1:7CPU65304R75TR2102R29R76C17751C2676PA.3/TP3/TIOCB.0/TCLKD10358R27512IC6103Vc1R28PC2PC817+5V图1：松下VFO220V0.4kW变频器CPU主板电路之二：数字控制端子电路下图（图2）仍为控制端子电路的一部分。因为是由IC4（BU4066BCK）四双向模拟开关电路统一作输入、输出处理，为读图方便，故将数字/模拟电路画为一处。IC4可进行数字、模拟信号的传输，内含四组双向开关，每组开关有独立的通/断控制端CTL，该端子为低电平时，开关处于截止状态，I/O、O/I之间为高阻态；CTL端子为高电平时，开关处于接通状态。采用双向模拟开关的目的，是使信号的传输受控于CPU指令，从而实现可编程输入、输出控制。电路对两路输入信号进行切换输入和对两路数字信号切换输出。3REG2+5VC208B2J4TR8392751R82TR9D7C331011PC8PC817103R841L1Vc1201R631C4BU4066BCKR3511I/O21O/I32O/I4CTL121CTL13VDD1442I/O4I/O1152CTL63CTL3O/I94O/I107VSS3I/O823A1/P1.175PA2/TP2/TIOCA.0/42P5.3/A1940A17/P5.1R60R59103103+5VC3541P5.2/A1839A16/P5.0R6217D4/P3.479PA6/TP6/TIOCA.2/A2180PA7/TP7/TIOCB.2/B20103R61103+5VR38103+5VR26103C18TCLKD204Vc1473C21R662R64R65473C23DA4+5V19331NIC52367845Vc1R707.5k*R6913k*C2247RR67C24R68200k*1TLP759PC12367845Vc1R71202控制端子IC1:CPUC11102MCR90103DVR161P7.2/AN2+5V图2松下VFO220V0.4kW变频器CPU主板电路之三：数字/模拟信号控制端子电路对两路输入模拟信号的切换控制，为便于原理分析，将图2电路中的模拟信号通路重绘如下：R26103C18204Vc1473C21R662R64R65473C23DA4+5V19331NIC52367845Vc1R707.5k*R6913k*C2247RR67C24R68200k*1TLP759PC12367845Vc1R71202+5V104O/I4I/O11R38103+5V79PA6/TP6/TIOCA.2/A2180PA7/TP7/TIOCB.2/B20CPUC11102MCR90103DVR1+5V61P7.2/AN2A/DD4/P3.417CPUCPU面板频率调节面板频率调节信号输入信号输入IC493O/I83I/OIC439A16/P5.0124CTL40A17/P5.1R60103CPUR6110363CTL图3松下VFO220V0.4kW变频器模拟信号输入控制面板频率指令电路：VR1为操作显示面板上的电位器，可从操作面板上调整变频器输出频率。VR1的调整电压经R90、C11抗干扰电路，输入CPU的61脚，在内部进行A/D转换后，由17脚输出，经IC4双向模拟开关，并接到IC4的11脚，然后输入CPU的79、80脚；端子频率指令电路：控制端子2输入的是外接电位器的中心臂可变电压信号，先由IC5（93321N）进行U/F转换，转换为正比于输入电压的频率信号，再经PC1（TLP759）光电耦合器，送入IC4内部的另组双向模拟开关，由11脚输出。4两路频率指令信号受控于CPU的39、40两脚的电平状态，更进一步受控于用户的控制意向。可用控制参数设置。当40脚为高电平，39脚为低电平时，CPU输入由操作面板来的频率指令，据此决定输出频率的高低；反之，则由控制端子外接电位器（或其它模拟电压控制信号，如仪表输出信号等），来调节输出频率的高低。A1/P1.123PA2/TP2/TIOCA.0/75P5.2/A1841+5VTR8392751R82TR9D7C331011PC8PC817103R84R35控制端子51211I/O1O/I2103IC4R62133CTLA17/P5.140CPU42I/O2O/I3103IC4R6063CTLCPU图4松下VFO220V0.4kW变频器开关信号输出控制控制端子10、11为开路集电极，开关量信号输出，可以实现可编程输出。由用户通过参数设置输出内容，或运转中端子接通，或故障中端子接通。在CPU的41脚输出指令控制下，当模拟开关1、2脚接通时，光电耦合器PC8受TR8驱动而导通，端子10、11呈低阻状态，输出一个运转信号；当模拟开关的3、4脚受CPU的40脚输出指令而接通时，端子10、11也呈现导通状态，但此时输出的为变频器故障信号。同样，输出信号的内容，取决于使用者的意向——CPU的指令。两组模拟开关，起到了一刀两掷转换开关的作用。根据使用者的意向，切换不同的输出内容。旷野之雪2009.7.27