松下VFO 220V 0.4kW变频器数字控制端子电路详解

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起/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。

图7-4为数字控制端子电路，3为数字信号公共端子，5、6、7、8、9为数字信号输入端子。其中任一信号输入端子与公共端子3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13～17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，VT3的导通直接驱动RY1继电器，由A、B、C 3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驱动晶体管VT2，VT2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。

图7-5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。

对两路输入模拟信号的切换控制，为便于原理分析，将图7-5电路中的模拟信号通路重绘，如图7-6所示。

面板频率指令电路：RP1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。RP1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脚和80脚。

图7-4 松下VFO 220V 0.4kW变频器CPU主板电路之二：数字控制端子电路

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）光耦合器，送入IC4内部的另组双向模拟开关，由11脚输出。

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（或其他模拟电压控制信号，如仪表输出信号等），来调节输出频率的高低。

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脚和2脚接通时，光耦合器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脚和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。如图7-7所示。(www.xing528.com)

图7-5 松下VFO 220V 0.4kW变频器CPU主板电路之三：数字/模拟信号控制端子电路

图7-6 松下VFO 220V 0.4kW变频器模拟信号输入控制

图7-7 松下VFO 220V 0.4kW变频器开关信号输出控制

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。

由于逆变功率电路采用了IPM模块的缘故，模块温度检测、驱动电路的欠电压检测、OC过电流检测及SC短路检测都在逆变模块内部完成，不需外围故障检测电路。FO端子（见图7-8）内部为开路集电极故障信号输出，是一种综合故障信号输出，故障输出时，六路PWM信号被锁定，停止输出。FO端子将低电平信号，输入CPU的77脚，CPU给出故障报警，并实施保护停机。IS端子输出运行电流信号，经两IC2两级运放电路处理，输入CPU的59脚，处理后，供操作显示面板显示运行电流。

CPU的1～6脚输出六路PWM逆变脉冲，经CN1端子进入逆变模块的脉冲信号输入端。由于模块内含驱动放大电路，所以省略了中间传输环节。将脉冲信号输入端标为U∗，加∗号的原因，是区别于三相输出端端子U、V、W。

图7-8 松下VFO 220V 0.4kW变频器CPU主板电路之四：故障信号电路/脉冲电路