CN103022979A - 用于多脉波整流电路的缺相保护电路 - Google Patents

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贺珺
刘世奎
谢孟
雷连方
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Abstract

本发明提供了一种用于多脉波整流的缺相保护电路由相电压采样电路、基准电源电路、过压比较电路、欠压比较电路、执行电路组成。该电路紧密结合多脉波整流电路的特点，提供了一种结构简单、成本低、稳定性好的输入缺相指示保护一体化电路。

Description

用于多脉波整流电路的缺相保护电路
技术领域
本发明涉及三相输入电源缺相保护电路，特别是多脉波整流电路中输入电源缺相保护电路。
背景技术
多脉波整流技术目前广泛应用于AC/DC开关电源中，用于消除输入电流中的谐波，减少对电网的污染，提高开关电源的电磁兼容性能。在三相输入多脉波整流电路中，若发生缺相，将会导致电路性能下降，功率因数降低，纹波增大，同时导致电路过热，从而烧毁器件。因此在多脉波整流电路中需要设置输入缺相保护电路，在目前公开的专利文献中，缺相保护电路多用于三相电机中，有的采用体积大、易受干扰的机械装置，有的采用模拟元件组成的复杂的电路系统。例如，卫斌鹏于2009年4月提交的“三相电机缺相保护器”专利(专利号：CN200910074089.5)中，电路结构较为复杂，采用了电阻、电容、二极管、三极管、光耦等器件，且没有与主电路电气隔离，易受干扰。
发明内容
本发明目的是提供一种适用于多脉波整流电路的缺相保护电路。该缺相保护电路紧密结合多脉波整流电路的特点，利用多脉波整流电路中的移相变压器的辅助绕组实现与主电路的电气隔离并进行电压采样，提供了一种结构简单、稳定性好的缺相保护电路。
本发明用于多脉波整流电路的缺相保护电路包括3个相电压采样电路、3个比较电路和逻辑电路。三相输入电源每一相电压采样电路的输出端与其对应的比较电路输入端相连接，3个比较电路输出端与逻辑电路输入端相连接，逻辑电路输出端与执行电路输入端相连接。相电压采样电路输出与该相输入电压对应的直流电压信号，直流电压信号与比较电路基准电压进行比较，若该相输入电压缺相，比较电路则输出高电平或低电平信号，比较电路输出信号作为逻辑电路中逻辑“与门”的输入，只要有一个比较电路输出高电平或低电平信号，则逻辑电路输出相应的电平信号。
较佳地，缺相保护电路还可以包括执行电路在逻辑电路输出低电平的情况下将会断开多脉波整流电路主电路，实现缺相保护。
其中，所述相电压采样电路由移相变压器辅助绕组、整流桥、电容组成。输入相电压经辅助绕组降压、整流桥整流、电容滤波形成一个直流电压信号。
其中，所述比较电路由电阻、比较器组成。相电压采样电路输出的直流电压信号经电阻分压，与比较器反向端的基准信号作比较。当该相输入正常时，比较器输出高电平信号；当该相输入缺相时，比较器输出低电平信号。
其中，所述逻辑电路为2输入端逻辑“与门”。只要输入电源任一相出现缺相，比较电路输出低电平信号，逻辑电路即输出低电平信号。
其中，所述执行电路由场效应晶体管、接触器组成。当逻辑电路输出低电平时，连接在主电路中的接触器主触点断开，实现缺相保护。
本发明紧密结合多脉波整流电路的特点，省略掉了单独的采样变压器，利用多脉波整流电路中的移相变压器的辅助绕组实现与主电路的电气隔离并进行电压采样，提供了一种结构简单、稳定性好的缺相保护电路。
附图说明
图1为输入缺相保护电路的示意框图；
图2为相电压采样电路电路图；
图3为比较电路电路图；
图4为逻辑电路电路图；
图5为执行电路电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。
图1为本发明电路组成示意框图。本发明中，缺相保护电路由3个相电压采样电路(a1、a2、a3)、3个比较电路(b1、b2、b3)、逻辑电路c、执行电路d四部分组成。三相输入电源每一相电压采样电路的输出端与其对应的比较电路输入端相连接，3个比较电路输出端与逻辑电路输入端相连接，逻辑电路输出端与执行电路输入端相连接。相电压采样电路输出与该相输入电压对应的直流电压信号(Va1、Va2、Va3)，直流电压信号与比较电路基准电压进行比较，若该相输入电压缺相，比较电路则输出低电平信号，比较电路输出信号作为逻辑电路中逻辑“与门”的输入，只要有一个比较电路输出低电平信号，则逻辑电路输出低电平信号，执行电路在逻辑电路输出低电平的情况下将会断开多脉波整流电路主电路，实现缺相保护。
所述相电压采样电路见图2，由移相变压器辅助绕组T1、整流桥V1、电容C1组成。其中多脉波整流电路移相变压器的辅助绕组输出端与整流桥V1的输入端相连接，整流桥V1的输出端与电容C1相连接。输入电压经辅助绕组T1降压输出对应的交流信号，交流信号经整流桥V1整流、电容C1滤波形成一个3.5伏左右直流电压信号Va1。
所述比较电路见图3，由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，比较器N1组成。电阻R1的一端与相电压采样电路的输出端相连接，电阻R1的另一端与电阻R2、比较器N1的同相输入端相连接，电阻R2的另一端接地。电阻R3的一端与基准电压信号相连接，电阻R3的另一端与电阻R4的一端、比较器N1的反相输入端相连接，电阻R4的另一端接地。电阻R5的一端与比较器N1的同相输入端相连接，电阻R5的另一端与比较器N1的输出端相连接，电阻R6的一端与比较器N1的输出端相连接，电阻R6的另一端与基准信号相连接。相电压采样电路输出的直流电压信号经电阻R1、R2分压，与比较器反相端的基准信号作比较。当该相输入正常时，比较器输出高电平信号；当该相输入缺相时，比较器输出低电平信号。
所述逻辑电路见图4，为2输入端逻辑“与门”N2(CD4081)。比较电路b1与比较电路b2的输出接与N2的1个与门单元两输入端8、9相连接，比较电路b3的输出与N2的另1个与门单元输入端12相连接，该与门单元另一输入端与+12V基准信号相连接，前述两个与门单元的输出端分别与N2的另1个与门单元输入端相连接。只要Vb1、Vb2、Vb3中的任一个出现低电平信号，与门N2的输出端3即输出低电平信号，即只要输入电源任一相出现缺相，该相比较电路即输出低电平信号。
所述执行电路见图5，由MOSFET管V2、接触器K1组成。MOSFET管V2的漏极与接触器K1线圈的负极相连接，MOSFET管V2的源极接地，接触器K1线圈的正极与+12V电源相连接，接触器主触点连接在多脉波整流电路主电路移相变压器后部(即变压器后面的电路)中。当逻辑电路输出低电平时，MOSFET管V2截止，接触器K1线圈断电，接触器主触点断开，主电路停止工作，实现缺相保护。

Claims (4)

1.一种用于多脉波整流电路的缺相保护电路，其特征在于，包括3个相电压采样电路及其比较电路和一个逻辑电路，其中，
所述相电压采样电路将多脉波整流电路中的三相输入电压分别经过降压、整流和滤波处理后输出三路直流电压信号Va1、Va2、Va3；
所述比较电路分别将每个相电压采样电路输出的电压信号Va1、Va2、Va3与基准电压比较后输出高电平或低电平信号Vb1、Vb2、Vb3；
所述逻辑电路为2输入端逻辑与门N2，包括2个与门单元，所述与门单元的三个输入端分别与比较电路输出的三路电压信号Vb1、Vb2、Vb3连接，另外一个输入端与基准电压连接。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括执行电路，所述执行电路包括场效应晶体管和接触器，所述场效应晶体管的栅极和所述逻辑电路的输出端连接，漏极与接触器线圈的一端连接，源极接地；所述接触器线圈的另一端与电源连接，接触器主触点连接在多脉波整流电路主电路的移相变压器后部。
3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述相电压采样电路包括移相变压器辅助绕组、整流桥和电容；其中，移相变压器的辅助绕组输出端与整流桥的输入端连接，整流桥的输出端与电容连接。
4.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述比较电路包括分别包括三个比较器，所述比较器的同相输入端分别与相电压采样电路输出的直流电压信号连接，其反相端分别与基准电源连接。
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