CN112748353A - 高压发生器xpsi板故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
高压发生器XPSI板故障诊断方法,包括STM32主控芯片、电源以及ACPL‑312T检测电路、HCPL‑7800检测电路、LM393N检测电路、OP484检测电路、ADC0838检测电路;STM32主控芯片的两路DAC模块分别用于给ACPL‑312T芯片的ANODE引脚、LM393N芯片的IN+引脚提供输入电压;STM32主控芯片的ADC模块用于采集ACPL‑312T芯片输出端的电压值、HCPL‑7800芯片输出端的电压值、OP484芯片四个输出端的电压值、LM393N芯片两个输出端的电压值以及ADC0838芯片通道转换输出电压值;STM32主控芯片的I/O端口用于和ADC0838芯片进行通讯;STM32主控芯片采集到的电压值与额定输出电压值进行比较,用于分别对高压发生器XPSI板上的芯片是否损坏进行故障诊断。本发明解决了XPSI板无法定位故障原因的难题,检测准确、效率高,在实际工程检测中得到了可靠的运用。
Description
技术领域
本发明属于电子设备技术领域,涉及电源板芯片检测电路以及方法的改进,具体为一种高压发生器XPSI板故障诊断方法。
背景技术
X-ray Power Supply Input Board简称XPSI板,是由美国赛默飞世尔科技公司生产制造的X射线荧光光谱仪的电源输入板,用于220V的交流电源转换为400V直流电源。X射线荧光光谱仪(以下简称光谱仪)在生命科学、环境科学等领域应用广泛,但因生产时间较为久远,导致光谱仪在使用中故障频发。
经过初期的故障诊断可知,X射线荧光光谱仪的故障主要是由电源板XPSI板引起的,因此对XPSI板的故障处理尤为重要。
光谱仪属于进口仪器价格昂贵,因此光谱仪的故障处理在实际维护维修中有着广泛需求。传统的光谱仪的故障处理方法是直接更换新的XPSI板,这种方法维修成本较高,资源浪费严重,也没有从根本上找到XPSI板的故障原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压发生器XPSI板故障诊断方法,用于解决解决现有技术中存在的问题,通过检测XPSI板上的主要芯片定位出故障原因,提高了XPSI板故障诊断的准确性,增加了XPSI板的可利用率。
为了实现本发明的目的,采用以下技术方案:
高压发生器XPSI板故障诊断方法,包括STM32主控芯片、电源以及分别与待检测ACPL-312T芯片、HCPL-7800芯片、LM393N芯片、OP484芯片、ADC0838芯片适配的ACPL-312T检测电路、HCPL-7800检测电路、LM393N检测电路、OP484检测电路、ADC0838检测电路;所述STM32主控芯片的两路DAC模块分别用于给ACPL-312T芯片的ANODE引脚、LM393N芯片的IN+引脚提供输入电压;所述STM32主控芯片的ADC模块用于采集ACPL-312T芯片输出端的电压值、HCPL-7800芯片输出端的电压值、OP484芯片四个输出端的电压值、LM393N芯片两个输出端的电压值以及ADC0838芯片通道转换输出电压值;所述STM32主控芯片的I/O端口用于和ADC0838芯片进行通讯;所述故障诊断方法包括以下步骤:
S1在ACPL-312T检测电路对ACPL-312T芯片检测时,当该路DAC模块输出电压为0V时,采集到的ACPL-312T芯片输出端的电压值为2.0v;当该路DAC模块输出电压为3.3V时,采集到的ACPL-312T芯片输出端的电压值为2.335v,均判断ACPL-312T芯片为正常,否则为损坏;
S2在HCPL-7800检测电路对HCPL-7800芯片检测时,当HCPL-7800检测电路中带有的OP484芯片OUT引脚输出端电压为HCPL-7800芯片VIN+、VIN-引脚输入电压之差的16倍时,判断HCPL-7800芯片为正常,否则为损坏;
S3在OP484检测电路对OP484芯片进行检测时,当OP484芯片的四个输出引脚的输出电压均为对应路输入引脚的输入电压的2倍时,判断OP484芯片为正常,否则为损坏;
S4在LM393N检测电路对LM393N芯片进行检测时,当LM393N芯片引脚的输入电压时,采集到LM393N芯片的输出电压为3.4V;当LM393N芯片引脚的输入电压VIN+<VIN-时,采集到LM393N芯片的输出电压为0V,则判断LM393N芯片工作正常,否则为损坏;
S5在ADC0838检测电路对ADC0838芯片进行检测时,当ADC0838芯片通道的输入电压与采集到的输出电压相同,则判断ADC0838芯片工作正常,否则为损坏。
为了进一步实现本发明的目的,还可以采用以下技术方案:
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述STM32主控芯片与上位机采用RS-232串行通信,用于将ADC模块采集的电压值传输到上位机并显示。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述HCPL-7800检测电路包括OP484芯片,OP484芯片的一路+IN引脚、-IN引脚分别通过电阻R6、R10与HCPL-7800芯片的VOUT+引脚、VOUT-引脚电连接,OP484芯片的对应OUT引脚作为采集输出端,所述HCPL-7800芯片的VIN+引脚与可变电阻R9的中间引脚电连接,可变电阻R9的两端引脚分别接地、串联电阻R5后接5V电源,HCPL-7800芯片的VIN-、GDN1、GDN2引脚以及OP484芯片的V-引脚均接地,HCPL-7800芯片的VDD1、VDD2引脚以及OP484芯片的V+引脚均接5V电源。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述ACPL-312T检测电路包括电阻R1、R2、R3、R4、发光二极管DS1、DS2以及HCPL-7800芯片;所述电阻R1两端分别与STM32主控芯片的一路DAC模块、ACPL-312T芯片的ANODE引脚电连接,ACPL-312T芯片的Vo引脚串联电阻R2后与发光二极管DS1阳极、DS2阴极电连接,发光二极管DS1阴极、DS2阳极与电阻R3、R4的一端电连接,电阻R3、R4的另一端以及ACPL-312T芯片的CATHODE引脚均接地,ACPL-312T芯片的Vcc、Vee引脚分别与正、负15V电源,正、负15V电源中间串联有电容C1;发光二极管DS1阴极、DS2阳极分别与HCPL-7800芯片的VIN+、VIN-引脚电连接。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述LM393N检测电路包括电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18以及发光二极管DS3、DS4;所述LM393N芯片的IN1+、IN2+引脚电压由与STM32主控芯片的一路DAC模块提供,其IN1-引脚接电阻R12、R13形成的并联电路,其IN2-引脚接电阻R16、R17并联电路,电阻R12、R16的另一端接5V电源,电阻R13、R17的另一端接地,其OUTPUT1引脚与电阻R14一端、发光二极管DS4阳极电连接,OUTPUT2引脚与电阻R15一端、发光二极管DS3阳极电连接,发光二级管DS3、DS4阴极分别串联电阻R11、R18后接地,电阻R14、R15另一端以及LM393N芯片的Vcc引脚接5V电源。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述LM393N芯片的IN1+、IN2+引脚与STM32主控芯片的一路DAC模块之间串接有电压跟随器。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述OP484检测电路包括四路诊断电路,四路诊断电路分别与所述OP484芯片的四路运算放大电路配合;所述诊断电路包括电阻R19、R20、R21、R22,OP484芯片的一路+IN引脚与电阻R19、R20的并联电路电连接、-IN引脚与电阻R21、R22的并联电路电连接,电阻R19的另一端接5V电源,电阻R20、R21的另一端接地,电阻R21的另一端与所述OP484芯片的对应路OUT引脚电连接。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述ADC0838检测电路包括两片电源转换器,第一片电源转换器的A1、A2、A3、A4引脚分别与STM32主控芯片的4路I/O端口连接,第一片电源转换器的B1、B2、B3、B4引脚分别与所述ADC0838芯片的CS、CLK、SE、DI引脚连接,第二片电源转换器的A1、A2引脚分别与STM32主控芯片的2路I/O端口连接,第二片电源转换器的B1、B2引脚分别与所述ADC0838芯片的DO、 SARS引脚连接,所述ADC0838芯片的CH0-CH8通道均与可变电阻R23的中间引脚电连接,可变电阻R9的两端引脚分别接地、5V电源。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,两片所述片电源转换器的VCCA引脚接3.3V电源、VCCB引脚接5V电源,第一片电源转换器DIR引脚接3.3V电源,第二电源转换器的DIR引脚接地。
如上所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,所述STM32主控芯片的DAC模块为ACPL-312T检测电路提供的电压为0或3.3V;所述HCPL-7800检测电路中待检测的HCPL-7800芯片正常工作时,OP484芯片OUT引脚电压为HCPL-7800芯片的VIN+引脚、VIN-引脚输入电压差值的16倍;所述OP484检测电路中待检测的OP484芯片正常工作时,OP484芯片的输出端电压为其输入端电压的2倍;所述ADC0838检测电路中待检测的ADC0838芯片正常工作时,ADC0838芯片的CH0-CH8通道输入电压与STM32主控芯片的DAC模块采集到的转换输出电压值相同。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明可以通过检测XPSI板上主要的五种芯片,定位出XPSI板的故障原因,从而做出有针对性的故障处理工作,同时故障诊断工作效率和可靠性高;降低维护维修成本、提高维修效率和节约资源浪费。
本故障诊断装置主要由LM393N检测电路、OP484检测电路、HCPL-7800检测电路、ACPL-312T检测电路、ADC0838检测电路以及STM32主控芯片、上位机、电源等组成。同时本故障诊断装置可以同时检测五种芯片,也可以单独检测某一种芯片,各个检测电路独立工作,互不干扰。使用时将上述五种待检测芯片从XPSI板上拆下后,并安装至对应的检测电路上,然后给系统电路上电后,在STM32主控芯片的控制下依次采集各个检测电路的电压值,并通过RS-232串口将采集到的电压值传输到上位机,并在串口调试助手中依次将检测信息显示出来,将采集到的实际电压值与理论值比较,可判断被测芯片是否损坏,从而定位出XPSI板的故障原因。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。
图1是本发明的原理框图;
图2是图1中所述ACPL-312T检测电路示意图;
图3是图1中所述HCPL-7800检测电路示意图;
图4是图1中所述LM393N检测电路示意图;
图5是图1中所述OP484检测电路示意图;
图6是图1中所述ADC0838检测电路示意图。
附图标记:1-ACPL-312T检测电路,11-ACPL-312T芯片,2-HCPL-7800检测电路,21-HCPL-7800芯片,3-LM393N检测电路,31-LM393N芯片,4-OP484检测电路,41-OP484芯片,5-ADC0838检测电路,51-ADC0838芯片,6-STM32主控芯片,7-上位机,8-电源,9-第一片电源转换器,10-第二片电源转换器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
如图1-图6所示,本实施例公开的一种高压发生器XPSI板故障诊断方法,带有ACPL-312T检测电路1、HCPL-7800检测电路2、OP484检测电路4、LM393N检测电路3、ADC0838检测电路5等专用检测电路以及STM32主控芯片6、电源8。
上述各检测电路分别带有与XPSI板上待检测的ACPL-312T芯片11、HCPL-7800芯片21、OP484芯片41、LM393N芯片31、ADC0838芯片51适配的安装位。
STM32主控芯片6型号为STM32F103RE,工作电压为3.3V,电源8为STM32主控芯片6以及通过电源转换电路为上述各检测电路供电。STM32主控芯片6带有1个12位ADC模块、2个12位DAC模块以及6个通用I/O口。其中,ADC模块用于采集ACPL-312T芯片11输出端的电压值、HCPL-7800芯片21输出端的电压值、OP484芯片41四个输出端的电压值以及LM393N芯片31两个输出端的电压值;DAC模块用于给ACPL-312T芯片11提供阳极端的输入电压以及给LM393N芯片31提供IN+引脚的输入电压;通用I/O口用于输出ADC0838芯片51的控制时序和输入ADC0838芯片51的转换电压。
同时,为了存储和处理各芯片输出端的电压值数据信息,本实施例设置有上位机7,上位机7与STM32主控芯片6之间采用RS-232接口通信,上位机7可以是台式计算机、笔记本计算机、云计算机等智能终端。
进行故障诊断时,从XPSI板上将待检测的五种芯片拆下,然后依次安装至本故障诊断装置对应的芯片安装位;给本故障诊断装置的电路上电后,STM32主控芯片6根据内置逻辑步骤依次采集各个检测电路的电压值,并通过RS-232串口将采集到的电压值传输到上位机7,并在串口调试助手中依次将检测信息显示出来,将采集到的实际电压值与理论值比较,可判断被测芯片是否损坏,从而定位出XPSI板的故障原因。
本故障诊断装置可以同时检测五种芯片,也可以单独检测某一种芯片,各个检测电路独立工作,互不干扰。
如图2、图3所示,本实施例的ACPL-312T检测电路1包括电阻R1、R2、R3、R4、发光二极管DS1、DS2以及HCPL-7800芯片21、OP484芯片41;电阻R1两端分别与STM32主控芯片6的一路DAC模块、ACPL-312T芯片11的ANODE引脚电连接,ACPL-312T芯片11的Vo引脚串联电阻R2后与发光二极管DS1阳极、DS2阴极电连接,发光二极管DS1阴极、DS2阳极与电阻R3、R4的一端电连接,电阻R3、R4的另一端以及ACPL-312T芯片11的CATHODE引脚均接地,ACPL-312T芯片11的Vcc、Vee引脚分别与正、负15V电源,正、负15V电源之间串联有电容C1;发光二极管DS1阴极、DS2阳极分别与HCPL-7800芯片21的VIN+、VIN-引脚电连接;OP484芯片41的一路+IN引脚、-IN引脚分别通过电阻R6、R10与HCPL-7800芯片21的VOUT+引脚、VOUT-引脚电连接,OP484芯片41的对应OUT引脚作为采集输出端,HCPL-7800芯片21的VIN+引脚与可变电阻R9的中间引脚电连接,可变电阻R9的两端引脚分别接地、串联电阻R5后接5V电源,HCPL-7800芯片21的VIN-、GDN1、GDN2引脚以及OP484芯片41的V-引脚均接地,HCPL-7800芯片21的VDD1、VDD2引脚以及OP484芯片41的V+引脚均接5V电源。
如图3所示,本实施例的ACPL-312T检测电路1带有正常工作的HCPL-7800芯片21、OP484芯片41,将待检测的ACPL-312T芯片11安装至检测电路上。
ACPL-312T芯片11为光电耦合器,其ANODE引脚连接到STM32主控芯片6的一路DAC模块端口,并控制STM32主控芯片6的DAC模块输出0V、3.3V电压。
当输入电压为3.3V时,ACPL-312T芯片11Vo引脚的输出电压约为+14.74V,此时发光二极管DS1亮;当输入电压为0V时,ACPL-312T芯片11Vo引脚的输出电压约为-12.66V,此时发光二极管DS2亮。
通过电阻R3、R4和R2对ACPL-312T芯片11的输出电压分压,将电阻R3、R4两端的电压作为HCPL-7800芯片21的差分输入,即R3、R4两端分别接入HCPL-7800芯片21的VIN+、VIN-引脚或者图3中所标示出的V1、V2点,再通过OP484芯片41的放大电路,对R3、R4两端的电压放大16倍,然后用STM32主控芯片6的ADC模块采集OP484芯片41输出端的电压,并将采集到的电压值通过STM32主控芯片6传输到上位机7,能直观的使电压值数据信息在串口调试助手中显示出来。通过采集R3两端的电压,可将Vo端输出的负电压转换成正电压,便于显示和使用。
当DAC模块输出0V到ACPL-312T芯片11的ANODE引脚时,ACPL-312T芯片11输出负电压,通过分压电路及放大电路处理后,STM32主控芯片6的ADC模块采集到的电压值约为2.0V;当DAC模块输出3.3V到ACPL-312T芯片11的ANODE引脚时,ACPL-312T芯片11输出正电压,通过分压电路及放大电路处理后,ADC模块采集到的电压值约为2.335V。通过读取上位机7显示的电压值大小判断ACPL-312T芯片11是否损坏。即DAC模块输出0V时,采集到的电压值为约2.0V;或者DAC模块输出3.3V时,采集到的电压值约为2.335V,均为ACPL-312T芯片11正常,否则为ACPL-312T芯片11损坏。
如图3所示,本实施例的HCPL-7800检测电路2带有可以正常工作的OP484芯片,将待检测的HCPL-7800芯片21安装至检测电路中,该HCPL-7800芯片21为隔离放大器,HCPL-7800检测电路2的结构参见上述的ACPL-312T检测电路1中的说明部分,在此不再赘述。
HCPL-7800检测电路2中当电流流过外部可变电阻R9时,HCPL-7800芯片21输入端感测到由此产生的模拟压降,在HCPL-7800芯片21光电隔离栅的另一侧产生了差分输出电压,该差分电压可以通过运算放大器OP484芯片41将其转换为单端电压信号。该HCPL-7800的电压增益为8,OP484与外部电阻组成的差分放大电路的放大倍数为2,电路总放大倍数为16,因此,对应图3中所标示出V3、V1、V2的电压为V3/(V1-V2)=16。
用STM32主控芯片6的ADC模块采集测试点V1、V2、V3处的电压值,计算放大倍数V3/(V1-V2)=16的值,并通过RS-232串口传输到上位机7显示。
另外,通过调节变阻器R9可以改变HCPL-7800芯片21的输入电压,从而得到多组测量数据,以提高检测的准确性。通过多次测量后,若各点电压的关系或上位机7上显示的电压增益约为16,则判断HCPL-7800芯片21为工作正常,否则判断为损坏。
如图4所示,本实施例的LM393N检测电路3包括电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18以及发光二极管DS3、DS4;所述LM393N芯片31的IN1+、IN2+引脚电压由与STM32主控芯片6的一路DAC模块提供,其IN1-引脚接电阻R12、R13形成的并联电路一端,其IN2-引脚接电阻R16、R17形成的并联电路一端,电阻R12、R16的另一端接5V电源,电阻R13、R17的另一端接地,其OUTPUT1引脚与电阻R14一端、发光二极管DS4阳极电连接,OUTPUT2引脚与电阻R15一端、发光二极管DS3阳极电连接,发光二级管DS3、DS4阴极分别串联电阻R11、R18后接地,电阻R14、R15另一端以及LM393N芯片31的Vcc引脚接5V电源。
LM393N是双路差分比较器,将待检测的LM393N芯片31安装至检测电路上。该LM393N检测电路3在LM393N芯片31的IN1+、IN2+引脚与STM32主控芯片6的一路DAC模块之间串接有电压跟随器。
比较输入电压VIN+和VIN-的大小,当VIN+>VIN-时,输出电压为高电平,且因R11、R14和发光二极管DS4的分压,电压值为3.4V;VIN+<VIN-时,输出电压为低电平。IN-引脚的电压为固定值2.5V,IN+脚的电压通过STM32主控芯片的DAC模块给出,加一个电压跟随器,可以隔离前后级电路的影响。通过调节STM32主控芯片的DAC模块的输出电压,改变IN+脚的输入电压值大小,继而改变VIN+和VIN-的大小关系,得到不同的输出电压值。用STM32主控芯片的ADC模块采集LM393N芯片的输出电压,并将采集到的电压值通过STM32主控芯片传输到上位机7,将电压值在串口调试助手中显示出来。若时,采集到的输出电压为3.4V;且VIN+<VIN-时,采集到的输出电压为0V,则判断LM393N芯片工作正常,否则为损坏。
如图5所示,本实施例的OP484检测电路4包括四路诊断电路,四路诊断电路分别与OP484芯片41的四路运算放大电路配合;诊断电路包括电阻R19、R20、R21、R22,OP484芯片41的一路+IN引脚与电阻R19、R20的并联电路电连接、-IN引脚与电阻R21、R22的并联电路电连接,电阻R19的另一端接5V电源,电阻R20、R21的另一端接地,电阻R21的另一端与所述OP484芯片41的对应路OUT引脚电连接。
OP484芯片41为单电源、四路运算放大器,将待检测的OP484芯片41安装至检测电路上。本实施例以该OP484检测电路4以其中的A路为例,取R21=R22=10KΩ,由运算放大器组成的同相放大电路的放大系数为2。取R19=3KΩ、R20=2KΩ,运算放大器的同相输入端电压为2V,得输出端电压为4V。
OP484芯片41的其余B、C、D路运算放大器工作原理与A路同理。用STM32主控芯片的ADC模块采集OP484的OUTA、OUTB、OUTC、OUTD引脚,若采集到的电压值约为4V,则判断OP484工作正常,否则为损坏。
如图6所示,本实施例的ADC0838检测电路5包括两片电源转换器(9、10),第一片电源转换器9的A1、A2、A3、A4引脚分别与STM32主控芯片6的4路I/O端口连接,第一片电源转换器9的B1、B2、B3、B4引脚分别与ADC0838芯片51的CS、CLK、SE、DI引脚连接,第二片电源转换器10的A1、A2引脚分别与STM32主控芯片6的2路I/O端口连接,第二片电源转换器10的B1、B2引脚分别与ADC0838芯片51的DO、 SARS引脚连接,ADC0838芯片51的CH0-CH8通道均与可变电阻R23的中间引脚电连接,可变电阻R23的两端引脚分别接地、5V电源。
ADC0838芯片51为八通道A/D转换器。将待检测的ADC0838芯片51安装至检测电路上。八个通道的输入电压相同,在CS、CLK、SE、DI时序的控制下,ADC0838芯片依次转换八个通道的输入电压,并将转换后的数字电压信号传输给STM32主控芯片,通过RS-232串口传输到上位机7,并在串口调试助手中显示出电压值。
由于ADC0838芯片的工作电压为5V,STM32主控芯片的工作电压为3.3V,故需要加电源转换器9。本实施例的电源转换器(9、10)均采用74LVC8T245芯片,为8位双电源转换收发器,具有双向电平转换功能,它有两个数据输入输出端口,即引脚An和Bn;方向控制输入DIR引脚以及双电源引脚VCCA和VCCB。其中,引脚An和DIR参考VCCA电平,引脚Bn参考VCCB电平。
当DIR输入低电平时,引脚Bn作为输入端,An为输出端,An=Bn;当DIR输入高电平时,引脚An作为输入端,Bn为输出端,Bn=An。在第一片74LVC8T245中,DIR接高电平,将STM32主控芯片输出的高电平为3.3V的控制时序CS、CLK、SE、DI转换成5V的控制时序,输入到ADC0838芯片的对应引脚。在第二片74LVC8T245中,DIR接低电平,将ADC0838芯片输出的高电平为5V的数字量转换结果DO以及状态位SARS转换成3.3V电平,传输给STM32的相应管脚,从而完成了STM32与ADC0838芯片51之间的电平转换。
将ADC0838芯片八个通道的输入电压,与转换后通过STM32主控芯片采集到或传输到上位机7的电压值进行比对,通过调节可变电阻R23的阻值,进而改变ADC0838芯片51的输入电压大小,得到多组测量数据,提高检测的准确性。若电压值相同,则判断为ADC0838芯片51工作正常;若电压值偏差太大,则ADC0838芯片51损坏。
本发明以STM32芯片为主控芯片来对各芯片进行故障诊断。当高压发生器XPSI板发生故障,利用该故障诊断装置采集到上述各检测电路中各芯片的输出电压参数或者根据上位机7上显示的检测结果,判断芯片是否损坏,从而定位出XPSI板的故障原因。
诊断出故障芯片后,用工作正常的芯片将被损坏芯片换下,完成此次XPSI板的故障处理工作。将处理完成的XPSI板安装在X射线荧光光谱仪上,上电检测光谱仪是否正常工作,检测此次XPSI板故障诊断工作是否成功。本发明解决了XPSI板无法定位故障原因的难题,且能够高效准确地找到故障原因,在实际工程中得到了可靠的运用。
本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (10)
1.高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,包括STM32主控芯片、电源以及分别与待检测ACPL-312T芯片、HCPL-7800芯片、LM393N芯片、OP484芯片、ADC0838芯片适配的ACPL-312T检测电路、HCPL-7800检测电路、LM393N检测电路、OP484检测电路、ADC0838检测电路;所述STM32主控芯片的两路DAC模块分别用于给ACPL-312T芯片的ANODE引脚、LM393N芯片的IN+引脚提供输入电压;所述STM32主控芯片的ADC模块用于采集ACPL-312T芯片输出端的电压值、HCPL-7800芯片输出端的电压值、OP484芯片四个输出端的电压值、LM393N芯片两个输出端的电压值以及ADC0838芯片通道转换输出电压值;所述STM32主控芯片的I/O端口用于和ADC0838芯片进行通讯;所述故障诊断方法包括以下步骤:
S1在ACPL-312T检测电路对ACPL-312T芯片检测时,当该路DAC模块输出电压为0V时,采集到的ACPL-312T芯片输出端的电压值为2.0v;当该路DAC模块输出电压为3.3V时,采集到的ACPL-312T芯片输出端的电压值为2.335v,均判断ACPL-312T芯片为正常,否则为损坏;
S2在HCPL-7800检测电路对HCPL-7800芯片检测时,当HCPL-7800检测电路中带有的OP484芯片OUT引脚输出端电压为HCPL-7800芯片VIN+、VIN-引脚输入电压之差的16倍时,判断HCPL-7800芯片为正常,否则为损坏;
S3在OP484检测电路对OP484芯片进行检测时,当OP484芯片的四个输出引脚的输出电压均为对应路输入引脚的输入电压的2倍时,判断OP484芯片为正常,否则为损坏;
S4在LM393N检测电路对LM393N芯片进行检测时,当LM393N芯片引脚的输入电压时,采集到LM393N芯片的输出电压为3.4V;当LM393N芯片引脚的输入电压VIN+<VIN-时,采集到LM393N芯片的输出电压为0V,则判断LM393N芯片工作正常,否则为损坏;
S5在ADC0838检测电路对ADC0838芯片进行检测时,当ADC0838芯片通道的输入电压与采集到的输出电压相同,则判断ADC0838芯片工作正常,否则为损坏。
2.根据权利要求1所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述STM32主控芯片与上位机采用RS-232串行通信,用于将ADC模块采集的电压值传输到上位机并显示。
3.根据权利要求1所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述HCPL-7800检测电路包括OP484芯片,OP484芯片的一路+IN引脚、-IN引脚分别通过电阻R6、R10与HCPL-7800芯片的VOUT+引脚、VOUT-引脚电连接,OP484芯片的对应OUT引脚作为采集输出端,所述HCPL-7800芯片的VIN+引脚与可变电阻R9的中间引脚电连接,可变电阻R9的两端引脚分别接地、串联电阻R5后接5V电源,HCPL-7800芯片的VIN-、GDN1、GDN2引脚以及OP484芯片的V-引脚均接地,HCPL-7800芯片的VDD1、VDD2引脚以及OP484芯片的V+引脚均接5V电源。
4.根据权利要求3所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述ACPL-312T检测电路包括电阻R1、R2、R3、R4、发光二极管DS1、DS2以及HCPL-7800芯片;所述电阻R1两端分别与STM32主控芯片的一路DAC模块、ACPL-312T芯片的ANODE引脚电连接,ACPL-312T芯片的Vo引脚串联电阻R2后与发光二极管DS1阳极、DS2阴极电连接,发光二极管DS1阴极、DS2阳极与电阻R3、R4的一端电连接,电阻R3、R4的另一端以及ACPL-312T芯片的CATHODE引脚均接地,ACPL-312T芯片的Vcc、Vee引脚分别与正、负15V电源,正、负15V电源中间串联有电容C1;发光二极管DS1阴极、DS2阳极分别与HCPL-7800芯片的VIN+、VIN-引脚电连接。
5.根据权利要求1所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述LM393N检测电路包括电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18以及发光二极管DS3、DS4;所述LM393N芯片的IN1+、IN2+引脚电压由与STM32主控芯片的一路DAC模块提供,其IN1-引脚接电阻R12、R13形成的并联电路,其IN2-引脚接电阻R16、R17形成的并联电路,电阻R12、R16的另一端接5V电源,电阻R13、R17的另一端接地,其OUTPUT1引脚与电阻R14一端、发光二极管DS4阳极电连接,OUTPUT2引脚与电阻R15一端、发光二极管DS3阳极电连接,发光二级管DS3、DS4阴极分别串联电阻R11、R18后接地,电阻R14、R15另一端以及LM393N芯片的Vcc引脚接5V电源。
6.根据权利要求5所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述LM393N芯片的IN1+、IN2+引脚与STM32主控芯片的一路DAC模块之间串接有电压跟随器。
7.根据权利要求1所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述OP484检测电路包括四路诊断电路,四路诊断电路分别与所述OP484芯片的四路运算放大电路配合;所述诊断电路包括电阻R19、R20、R21、R22,OP484芯片的一路+IN引脚与电阻R19、R20的并联电路电连接、-IN引脚与电阻R21、R22的并联电路电连接,电阻R19的另一端接5V电源,电阻R20、R21的另一端接地,电阻R21的另一端与所述OP484芯片的对应路OUT引脚电连接。
8.根据权利要求1所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述ADC0838检测电路包括两片电源转换器,第一片电源转换器的A1、A2、A3、A4引脚分别与STM32主控芯片的4路I/O端口连接,第一片电源转换器的B1、B2、B3、B4引脚分别与所述ADC0838芯片的CS、CLK、SE、DI引脚连接,第二片电源转换器的A1、A2引脚分别与STM32主控芯片的2路I/O端口连接,第二片电源转换器的B1、B2引脚分别与所述ADC0838芯片的DO、 SARS引脚连接,所述ADC0838芯片的CH0-CH8通道均与可变电阻R23的中间引脚电连接,可变电阻R23的两端引脚分别接地、5V电源。
9.根据权利要求8所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,两片所述片电源转换器的VCCA引脚接3.3V电源、VCCB引脚接5V电源,第一片电源转换器DIR引脚接3.3V电源,第二电源转换器的DIR引脚接地。
10.根据权利要求1所述的高压发生器XPSI板故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S1-S8对应的芯片检测过程可以独立工作或依顺序完成,其检测顺序由STM32主控芯片控制和调整。
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