HCPL-7840电流检测

HCPL-7840电流检测文件编号：INVT0_013_0011_CBB_01 HCPL-7840电流检测拟制：时间：2010-05-22批准：时间：2010-05-22文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般1芯片介绍HCPL-7840是美国AGILENT公司推出的用于检测电机电流的线性光藕。

光藕的初级接收一组待测的模拟电压信号，次级输出一对差动的电压信号。

输入与输出之间在一定范围内是一种线性的当量关系，HCPL-7840增益偏差为5%，线性度为1%。

HCPL-7840包含有一个A/D转换器，同时还匹配有一个D/A转换器，工作原理如图1所示, 输入直流信号经过调制器送至编码器量化、编码,在时钟信号控制下，以数码串的形式传送到发光二极管，驱动发光二极管发光。

由于电流强度不同，发光强度也不同，在解调端有一个光电管会检测出这一变化，将接收到的光信号转换成电信号，然后送到解码器和D/A转换器还原成模拟信号，经滤波后输出。

干扰信号因电流微弱不足以驱动发光二极管发光，因而在解调端没有对应的电信号输出，从而被抑制掉。

所以在输出端得到的只是放大了的有效的直流信号。

图1功能框图：图2主要性能参数介绍：parametersymbol MIN TYP MAX UNIT供电电压VDD1, VDD24.55.5 V增益(Vout/Vin)G 7.60 8.00 8.40 V/V输入电压（线性范围）VIN+, VIN--200 +200 mV输入失调电压Vos -3.0 0.3 3.0 mV输入阻抗RIN500 kΩ输出阻ROUT15 Ω抗延时时间TPD503.47 5.6 us典型应用介绍：图3图3中， RSENSE:采样电阻HCPL-7840：线性光藕78L05:稳压管MC34081:运算放大器HV+、HV-：直流母线电压GATE DRIVE CIRCUIT:驱动电路HCPL-7840的初级电源由被检电流的上桥电源经5V 稳压管提供，次级电源直接由控制电路电源5V供给。

三相异步电机电流采样电阻采样电阻又称为电流检测电阻，电流感测电阻，取样电阻，电流感应电阻。

英文一般译为Sampling resistor，Current sensing resistor。

用简单的话描述就是一个阻值较小的电阻，串联在电路中用于把电流转换为电压信号进行测量。

此类电阻，是按照产品使用的功能来划分电阻。

取样电阻功能上就是做为参考，常用在反馈电路里，以稳压电源电路为例，为使输出的电压保持恒定状态，要从输出电压取一部分电压做参考（常用取样电阻的形式），如果输出高了，输入端就自动降低电压，使输出减少；若输出低了，则输入端就自动升高电压，试输出升高。

一般使用在电源产品，或者电子，数码，机电产品的电源部分，功能强大。

在众多电子产品上均常看到取样电阻。

采样电阻一般使用的都是精密电阻，阻值低，精密度高，一般在阻值精密度在±1%以内，更高要求的用途时会采用0.01%精度的电阻。

国内工厂生产的大部分都是以锰铜为材质的插件电阻，但是，广大的用户更需要的是贴片的高精密电阻来实现取样功能，这是为了满足产品小型化产品生产的自动化的要求。

能够生产在低温度系数，高精密度，超低阻值上做到满足用户要求电阻的厂商在国内是很少的。

一般采样电阻的阻值会选在1欧姆以下，属于毫欧级电阻，但是部分电阻，有个采样电压等要求，必须选择大阻值电阻，但是这样电阻基数大，产生的误差大。

这种情况下，需要选择高精度的捷比信电阻，深圳市捷比信科技有限公司专业生产销售电源专用高精密贴片电阻（可到0.01%精度，即万分之一精度），这样就可以让采样出来的数据非常可信。

贴片超低阻值电阻(0.0005欧姆，2毫欧，3毫欧，10毫欧等)，贴片合金电阻，大功率电阻(20W,30W,35W,50W,100W)等产品，温度系数可达到正负5PPM。

采样电阻和HCPL-7840 的连接如图2，采样电阻R1 的正端连接到Vin+ ，采样电阻的负端连接到Vin?，把实时的电机电流转化为模拟电压输入芯片；同时Vin?和GND1 连接，把供电电源的返回路径又作为采样线连接到采样电阻的负端，因为电机在工作时有很大的电流流过采样线路，电路中的寄生电感会产生很大的电流尖峰，而此种连接能把这些暂态噪声视为共模信号，不会对采样电流信号形成干扰；另外，为消除采样电流输入信号中的高频噪声，采样电阻上采集到的电压信号必须经过由R2 及C3组成的低通滤波器进入芯片。

伺服驱动器中电流采样电路设计在伺服驱动控制系统中，为实现磁场定向控制，需要至少对两相电机绕组的电流进行采样，这两路电流采样将作为电流反馈信号使伺服驱动实现电流闭环，可以这样说，电流信号采样是伺服控制系统硬件的一个重要模块，也是一大难点。

常规电流采样电路设计如今，大多数伺服驱动使用采样电阻和线性光耦搭建的一路电流采样电路，如图1所示。

其中，rsense是功率型采样电阻，mc34081为运算放大器，78l05为三端稳压电源。

hcpl-7840为线性光耦，其2,3引脚为信号输入端，6,7引脚为信号输出端，在输入端输出端供电电压均为5v的情况下，当2,3引脚输入的差值电压变化时，6,7引脚的输出信号将随着输入信号分别进行递增和递减的线性变化。

由图1所示可知，当伺服电机正常工作时，将采集通过绕组的电流信号转变为采集采样电阻两端电压值，并将该电压值通过线性光耦进行隔离放大，再经过运算放大器，a/d 转换送给dsp进行数据分析，进而实现电流环闭环控制。

在实际实验过程中，由于伺服电机等外界条件干扰，dsp所接收到的电流采样信号会有相对较大程度的干扰，故必须在电路中增加相应的滤波措施。

新型电流采样电路设计采用采样电阻和线性光耦搭建的采样电路均为模拟电路，很容易受到外界的干扰，在电路调试过程中，滤除杂波尤为繁琐。

为使得电流采样信号更精确，使电流环闭环效果更好，我们又设计了一种采用高压线性电流传感器ir2175来实现电流采样的方案，并做对比实验。

芯片概述ir2175是ir公司专为交流或直流无刷电机的驱动应用而设计的高压线性电流传感器，它内置电流检测和保护电路，可通过串联在绕组回路的采样电阻来进行电流采样，并且该芯片能自动将输入的模拟信号转换成数字pwm信号并可以直接送于处理器进行数据处理[2]。

电路设计如图2电路图可知，r2和r3为采样电阻，q1～q6为igbt，d2～d4和d6～d7为快恢复二极管。

ir2175芯片的vcc为供电引脚，接+15v。

变频器模数改换光耦A786J的查看区别办法变频器的输出电流查看，不选用霍尔电流互感器，即选用毫欧级电阻，运用导通电压降，取得输出电流信号。

通常，这类电路和A78系列芯片有缘：国内机型，通常选用8引脚器材A7800（A7840 类型全称为HCPL-7840J，或晋级版A7840——A788J（除输出一路仿照信号外，尚有一路整流信号输出和一个开关量/短路信号），上述两种器材均为线性光耦。

别的，有些国外机型，如同更甘心选用模－数改换光耦，做为输出电流查看的榜首级电路，器材类型为印字A7860J或A786J（全称为HCPL-7860或HCPL-786J），二者功用一样，仅有8引脚和16引脚封装之纷歧样，请参看图一。

图一A7860/A786J 引脚功用图表一：A7860/A786J的根柢参数对于线性光耦，丈量其好坏，在已知工作参数的条件下，并不是件难事。

如在输入端（2、3脚）给定0.2V，则在输出端（6、7脚）应测得1.6V的电压输出，不然电路即存在疑问。

而对于模数光耦，其工作状况怎样（是怎样将输入仿照信号转化成数字信号输出的呢）能否由查看得出精确区别呢？正巧有学员问起这个疑问来，我说无妨着手给个信号，看输出有无有关改动。

任何器材，只需用心，总会找到查看与区别的办法，试一下再说。

以A7860为例（见图二），将输入、输出侧供电端联接，供+5V电源。

在输入端送入0~0.2V可调电压，用示波器监测6脚数据输出。

图二A7860上电查看连线图送入0V信号时，6脚输出频率为3.3MHz分配；送入0.2V时，为1MHz分配。

当输入信号改动时，频率随之做出同步线性改动，为反向改动趋势，即信号电压越高，输出频率越低。

信号的占空比在改动傍边，不必管它，只管频率改动。

如图三所示。

别的，丈量7脚时钟信号，如图四所示，为约十MHz等宽脉冲。

图三6脚输出数据信号波形图四7脚时钟波形A7860/A786J芯片的工作原理与好坏，可纷歧测便知嘛。

最近在使用光耦的时候遇到几个问题恳请指教？小生在使用光耦的时候遇到几个问题，恳请大侠指教：1：CTR（50%-300%）是什么意思？在电路中这个CTR是多少？与If有关吗？2：光耦的工作方式是电流控制还是电压控制。

最近在PS2561与TL431配合稳压反馈的电路中，外部参数怎么调整光耦都在正常工作，很费解。

3：希望有大侠分享光耦的使用心得。

潮光光耦网答：1、CTR（50%-300%）是电流传输比，CTR（Curremt-Trrasfer Ratio），它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。

简单来讲，就是个电流放大系数。

50%-600%是该系列光耦的CTR，在电路中是多少要看你选择的是哪个光耦。

2、光耦是电流控制的，你调节外部参数还在那个工作的范围里面，肯定可以工作啊，如果你把限流的电阻加很大就会出问题了。

3、CTR是电流传输比Ice/If我知道。

但是在具体电路中CTR的值是变化的还是固定的呢。

我用的光耦是NEC的PS2561，W系列。

传输比是130%-260%，看规格书是说CTR与If有关，是吗？另外我也想知道怎么来测量光耦的传输比。

在这个电路中，我通过改变R425的阻值，从100R改变为15K，光耦均能正常工作，R426两端的电压维持在1V。

当R425=100R的时候，Vk=22.9V，计算得出流过光耦的电流为1.1mA；当R425=15K的时候，Vk=3.68V，计算得出流过光耦的电流为0.13mA.这个电流变化还是很大的，但是光耦正常工作。

关于东芝光耦缺货型号,瑞萨(原NEC)光耦替代方案.关于东芝光耦缺货型号,潮光光耦网()建议各位采购和技术人员,瑞萨(原NEC)光耦替代方案另外还有很多高速光耦型号的替代详情登录光耦器件在变频器电路中的作用一、电路中为什么要使用光耦器件？电气隔离的要求。

A与B电路之间，要进行信号的传输，但两电路之间由于供电级别.一、电路中为什么要使用光耦器件？电气隔离的要求。

文件编号：INVTO0130011CBB01 HCPL-7840电流检测拟制：时间：2010-05-22批准：时间：2010-05-22文件评优级别：DA优秀DB良好DC—般i芯片介绍HCPL-7840是美国AGILENT公司推出的用于检测电机电流的线性光藕。

光藕的初级接收一组待测的模拟电压信号，次级输出一对差动的电压信号。

输入与输出之间在一定范围内是一种线性的当量关系，HCPL-7840增益偏差为5%，线性度为1%。

HCPL-7840包含有一个X--U/D转换器，同时还匹配有一个D/A转换器，工作原理如图1所示，输入直流信号经过调制器送至编码器量化、编码，在时钟信号控制下，以数码串的形式传送到发光二极管，驱动发光二极管发光。

由于电流强度不同，发光强度也不同，在解调端有一个光电管会检测出这一变化，将接收到的光信号转换成电信号，然后送到解码器和D/A转换器还原成模拟信号，经滤波后输出。

干扰信号因电流微弱不足以驱动发光二极管发光，因而在解调端没有对应的电信号输出，从而被抑制掉。

所以在输出端得到的只是放大了的有效的直流信号。

图1功能框图:图3中，R SEN S采样电阻HCPL-7840：线性光藕78L05:稳压管MC34081:运算放大器HV+、HV-：直流母线电压GATEDRIVECIRCUIT:驱动电路HCPL-7840的初级电源由被检电流的上桥电源经5V稳压管提供，次级电源直接由控制电路电源5V 供给。

当电机电流流过采样电阻时，电阻两端产生模拟电压，将此电压作为被测信号送入光藕的初级。

光藕的另一端送出一对差动的电压信号，若再经过运算放大器以后，可输出单端模拟电压信号当采样电阻阻值给定后，电机电流的变化引起电阻两端电压的变化。

由于HCPL-7840的传输线性度相当高，即使初级电压有毫伏级的变化，次级输出的差动电压也会随之改变。

因此作为被检测的电机电流值，和线性光藕的输出电压值之间有了一一对应的关系。

变频器线性光耦A7840电流检测电路图解国产小功率变频器其U、V、W相输出电流，多由分流电阻（或电流采样电阻）上取得，分流电流将流经电流信号转变为电压降信号，再由线性光耦A7840进行8倍电压信号放大、后级差分放大器进一步放大处理后，交由电流检测后级电路进一步“细化”，得到过载、接地、电流显示等相关电流检测信号。

图一常规A7840电流检测路图二另类电流检测前级电路图一，为常见电流检测前级电路的经典模式，A7840为差分输入、差分输入电路结构，静态（电流信号为零时）A7840的输出端6、7两脚电压皆为2.5V（即差压值为0V），运放电路输出端7脚电压为0V；运行中和故障信号输出时，A7840的输出端6、7两脚电压相向偏离2.5V（即有了差分电压输出），两输出端最大输出电压为最大幅度为2.5V（此时如6脚为1.3V，7脚为3.8V）。

运放输出端最大输出电压值约为8V左右。

检修动作，其实是对静态电压的“修正”。

上电后误报OC故障，测运放输出端7脚的电压不为0V，说明该级电路有错误的过载信号输出，故障不外乎A7840、运放损坏或A7840输入回路异常、输入供电丢失等原因。

检修目的，是达到使运放输出端的电压值恢复正常的0V而已。

接手一台小功率机器，上电报过载故障，依据故有检修思路，上电即测A7840后级运放电路的输出状态，两路均为2.35V，感觉有点不对了。

测A7840的6、7脚，均为2.5V，是对的。

仔细检查后级运放电路的工作状态，发现A7840的6脚空置，再运放电路的同相输入端由R30、R31对+5V分压取得2.5V的基准比较电路压，实际电路如图二所示，与图一有所不同。

该电路静态电压输出为2.35V（象征着零电流水平），是对的。

运行中，形成以2.35V为基准的在其上下变化的交变电流检测信号。

由此判断，误报过载故障，不在如图二所示的前级电路检测电路，应检查IGBT驱动电路，或电流检测的后级电路。

确立检修方向后，很快将故障修复。

此故障相对比较简单，一般都是电流检测电路发生故障导致。

目前公司主要使用的电流检测电路有两种形式：霍尔传感器检测和7840光耦隔离检测。

（1）霍尔传感器检测：对于使用霍尔传感器的电流检测电路上电跳ITE故障只需测试关键点电压即可判断出故障部位。

【霍尔好坏判断】在霍尔±15V供电正常的情况下，霍尔的信号输出脚静态（不带载）电压应为零，如异常则说明霍尔损坏。

【运放电路检测】目前公司所采用的运放IC型号为TL082，其内部包含两路独立运算放大器，1脚，7脚为输出脚，4脚，8脚为±15V供电脚，2，3，5，6脚为信号输入脚。

正常情况下，TL082输出脚静态（不带载）电压为零。

（2）7840光耦隔离检测：7840光耦隔离检测后级同样使用TL082，检测方法同前。

【光耦7840的检测】7840光耦热冷端分别有一组5V供电，实际检修中发现热端的5V供电较容易出现故障导致跳ITE。

该5V电源是由相应相的驱动电源通过78L05稳压后加到7840的1，4脚。

其中7840的2，3脚为检测信号输入脚。

5，8脚为冷端5V供电脚（跟控制板5V为同一电源）。

6，7脚为信号输出脚，静态电压（不带载）为2.5V。

若检测到5，6脚电压输出不平衡，一般都为热端5V供电异常或7840本身损坏。

值得注意的是：7840热，冷端的5V 供电非开关电源开关变压器同一绕组提供，所以在检测电压时注意正确选择接地点。

（3）主控板问题导致的ITE故障：主控板上涉及ITE故障的电路较简单，元器件较少。

维修时只需测试相关检测点的静态电压即可判断。

正常情况下，主控板上的Iu，Iv，Iw三个检测点的静态电压为零，若不为零则检测排线是否开路。

CPU的73脚，79脚，80脚分别为IU-AD，IV- AD，IW-AD。

该三点电压正常为1.6V左右。

如检测电压正常但仍跳ITE则判为CPU 本身损坏。

如若某脚电压异常则只需检测相应脚外部阻容元件是否有损坏。

线性光耦器件A7840的引脚功能图：A7840（HCPL-7840）功能方框图A7840（HCPL-7840）的工作参数：输入侧、输出侧的供电典型值为5V，输入电阻480kΩ，最大输入电压320mV；差分信号输出方式。

内部输入电路有放大作用，且为高阻抗输入，能不失真传输mV级交、直流信号，输出信号作为后级运算放大器差分输入信号。

具有1000倍左右的电压放大倍数。

典型应用，常与后级运算放大器配合，对微弱（交、直）电压信号进行放大和处理。

2、3脚为信号输入脚，1、4脚为输入侧供电端；6、7脚为差分信号输出脚，8、5脚为输出侧供电端。

在线检测方法：可将内部电路看作是一只“整体的运算放大器”，2、3脚为同相、反相输入端，7、6脚为信号输出端。

当短接2、3脚（使输入信号为零）时，6、7脚之间输出电压也为零。

当2、3脚有mV级电压输入时，6、7脚之间有“放大了的”比例电压输出。

3、由A7840构成的电流信号检测电路：英威腾G9/P9小功率变频器的输出电流采样电路部分小功率变频器机型，对输出电流的采样，省掉了电流互感器。

在U、V输出电路中直接串接了mΩ级的电流采样电阻，将输出电流信号由采样电阻转化为mV级电压信号，将此电阻上的电压信号经R1、R2引入到U3、U4（A7840）R的信号输入端，由U3、U4进行光电隔离和线性传输，再经U5（TL082）进行放大（阻抗变换）后，送后级电流检测与保护电路进一步处理，再送入CPU。

U4、U3输入侧的供电是由驱动电路供电（隔离电源）再经U1、U2（L7805稳压器）稳压成5V来提供的，此电源必须是与控制电路相隔离的。

U4、U5的输出侧供电，则是由CPU主板供电的+5V电源提供的。

A7840将输入百mV级电压信号放大输出为V级表征着输出电流大小的差分电压信号，再经后级U5运算放大器反相输出正电压信号，送后后级电流信号处理电路。

分别被处理成一定幅度的模拟信号送入CPU，用作输出电流显示及输出控制；被处理成开关量信号，用于故障报警，停机保护等。

模拟光电隔离电路HCPL-7840在闪光焊逆变电源中的应用王志伟;易琼【摘要】This article introduction a analog Opto-Isolate circuit HCPL-7840,from analyze flash butt welding inverter model machine, figure out the effect of HCPL-7840 in sample-circuit,and get good result in precision sample,simple system structure,low price.%介绍了模拟光电隔离电路HCPL-7840,并结合闪光焊专用逆变电源样机设计实例,说明HCPL-7840在采样电路中的作用,实验证明,该电路采样精度高、系统结构简单、价格低.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2012(042)006【总页数】2页(P85-86)【关键词】HCPL-7840;闪光焊逆变电源;交直流采样【作者】王志伟;易琼【作者单位】湖南铁道职业技术学院电气工程系,湖南株洲 412001;南车集团株洲电力机车有限公司技术中心,湖南株洲 412001【正文语种】中文【中图分类】TG434.1移动式钢轨闪光焊晶闸管方波逆变电源具有焊接波形优良、耐受短路电流能力大、输出功率大、负载三相平衡、结构相对简单等优点。

为了控制方波逆变电源的输出功率和保护的需要，需对直流母线电压、直流母线电流以及焊接输出波形进行高精度采样和处理。

通常的方波逆变电源采用分流器／分压器、直流互感器或者霍尔传感器采样信号，这几种方式各有缺点：分流器／分压器采样的信号不能隔离强电信号；直流互感器虽然能隔离强电信号，但外围电路复杂；霍尔传感器精度高，采样带宽宽，但价格昂贵。

在此采用模拟光电隔离电路对闪光焊系统信号进行采样，具有精度高、成本低、采样带宽宽、调试简单等优点。