CN105067884A - 一种三相交流电源相位检测电路 - Google Patents

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杨国勋
杨后跃
靳若冰
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Abstract

本发明公开了一种三相交流电源相位检测电路，包括三相电源输入端和降压、检测及隔离模块，所述三相电源输入端与所述降压、检测及隔离模块相连，所述降压、检测及隔离模块中包括降压模块、检测模块和隔离模块，所述降压模块通过电阻降压，所述检测模块通过二极管起始在30°处判断信号，所述隔离模块通过光耦元件进行隔离。本发明的技术方案成本低、体积小、抗干扰性强、电路简单、可靠性高。

Description

一种三相交流电源相位检测电路
技术领域
本发明属于电路设计领域，涉及一种检测电路，尤其涉及一种三相交流电源相位检测电路。
背景技术
现有技术中的交流电压的相位检测大多采用变压器来降压，并通过光耦检测电压过零点。但现有的变压器的成本较高、体积较大，同时在检测电压过零点时，因电压较低，信号易受干扰。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种简单、成本较低、且抗干扰能力强的检测电路。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种三相交流电源相位检测电路。
为达到上述目的，具体技术方案如下：
本发明提供了一种三相交流电源相位检测电路，包括三相电源输入端和降压、检测及隔离模块，所述三相电源输入端与所述降压、检测及隔离模块相连，所述降压、检测及隔离模块中包括降压模块、检测模块和隔离模块，所述降压模块通过电阻降压，所述检测模块通过二极管起始在30°处判断信号，所述隔离模块通过光耦元件进行隔离。
优选的，所述降压、检测及隔离模块采用三相三线的结构。
优选的，所述降压、检测及隔离模块的三线上均设有第一电阻、第一二极管、光耦、第二电阻和第二二极管，所述三相电源输入端分别与三线上的第一电阻相连，所述第一电阻与光耦的输入端的正极相连，所述光耦的输出端与第二电阻相连，所述第一二极管与第一电阻串联，所述第二二极管的正、负极分别与光耦的输入端的负、正极相连，所述三线上的第二二极管的正极相互连接。
优选的，所述第一二极管的负极与光耦的输入端的正极相连。
优选的，所述第一二极管的正极与光耦的输入端的负极相连。
优选的，所述第二电阻与光耦的输出端的发射极相连。
优选的，所述第二电阻与光耦的输出端的集电极相连。
优选的，还包括迟滞比较模块，所述迟滞比较模块与所述降压、检测及隔离模块相连。
优选的，还包括RC滤波模块，所述迟滞比较模块与所述RC滤波模块相连。
优选的，所述RC滤波模块上设有输出端，所述输出端与MCU处理模块相连。
相对于现有技术，本发明的技术方案电路简单、可靠性高、成本低，并具有阐述如下：
1、使用电阻降压，成本低、体积小；
2、在30°、150°、270°、390°处判断信号，此时电压高，抗干扰性强；
3、三相三线制即可判断相位，无需三相四线制；
4、智能判断相序、电压过零点、相位、缺相。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实施例的结构示意图；
图2为本发明的实施例的时序示意图；
图3为本发明的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
如图1中所示的本发明的实施例的一种三相交流电源相位检测电路，包括三相电源输入端(Ua、Ub、Uc)和降压、检测及隔离模块，三相电源输入端Ua、Ub、Uc与降压、检测及隔离模块相连。
降压、检测及隔离模块中包括降压模块、检测模块和隔离模块，降压模块通过电阻降压，检测模块通过二极管起始在30°处判断信号，隔离模块通过光耦进行隔离。
本发明的实施例采用电阻降压、检测电压30°点，能准确判断出三相交流电源的相序、电压过零点、相位、缺相。
如图1和3中所示，在本发明的实施例中，降压、检测及隔离模块采用三相三线的结构。降压、检测及隔离模块的三线上均设有第一电阻(R1、R2、R3)、第一二极管(D1、D2、D3)、光耦(PC1、PC2、PC3)、第二电阻(R4、R5、R6)和第二二极管(D4、D5、D6)，三相电源输入端(Ua、Ub、Uc)分别与三线上的第一电阻(R1、R2、R3)相连，第一电阻(R1、R2、R3)与光耦(PC1、PC2、PC3)的输入端的正极相连，光耦(PC1、PC2、PC3)的输出端与第二电阻(D4、D5、D6)相连，第一二极管(D1、D2、D3)与第一电阻(R1、R2、R3)串联，第二二极管(D4、D5、D6)的正、负极分别与光耦(PC1、PC2、PC3)的输入端的负、正极相连，三线上的第二二极管(D4、D5、D6)的正极相互连接。
如图1和3中所示，在本发明的实施例中，第一二极管(D1、D2、D3)的负极或正极与光耦(PC1、PC2、PC3)的输入端的正极或负极相连。
第二电阻(D4、D5、D6)与光耦(PC1、PC2、PC3)的输出端的发射极或集电极相连。
如图1和2中所示，在本发明的该实施例中，由电阻R1～R6、二极管D1～D6、光耦PC1～PC3组成电路，二极管D1～D3能有效的保证在30°、150°、270°、390°时，Ua1、Ub1、Uc1生成相应的高低电平。当Ua、Ub、Uc输入为三相交流电源时，Ua1、Ub1、Uc1信号与图2时序图信号一致。
如图2中所示，当Ua、Ub、Uc输入为三相交流电源时，在30°～150°时候Ua电压最大，此时光耦PC1导通，光耦PC2和PC3截止，即Ua1为高电平，Ub1、Uc1为低电平。
在150°～270°时候Ub电压最大，此时光耦PC2导通，光耦PC1和PC3截止，即Ub1为高电平，Ua1、Uc1为低电平。
在270°～390°时候Uc电压最大，此时光耦PC3导通，光耦PC1和PC2截止，即Uc1为高电平，Ua1、Ub1为低电平。
Ua1、Ub1、Uc1信号经过迟滞比较器与RC滤波器，增加信号驱动能力，滤除信号中的高频干扰。
最后将Ua1、Ub1、Uc1信号送入MCU处理器中，结合图2时序图，判断出三相交流电源的相序、电压过零点、相位、缺相。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种三相交流电源相位检测电路，其特征在于，包括三相电源输入端(Ua、Ub、Uc)和降压、检测及隔离模块，所述三相电源输入端(Ua、Ub、Uc)与所述降压、检测及隔离模块相连，所述降压、检测及隔离模块中包括降压模块、检测模块和隔离模块，所述降压模块通过电阻降压，所述检测模块通过二极管起始在30°处判断信号，所述隔离模块通过光耦元件进行隔离。
2.如权利要求1所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，所述降压、检测及隔离模块采用三相三线的结构。
3.如权利要求2所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，所述降压、检测及隔离模块的三线上均设有第一电阻(R1、R2、R3)、第一二极管(D1、D2、D3)、光耦(PC1、PC2、PC3)、第二电阻(R4、R5、R6)和第二二极管(D4、D5、D6)，所述三相电源输入端(Ua、Ub、Uc)分别与三线上的第一电阻(R1、R2、R3)相连，所述第一电阻(R1、R2、R3)与光耦(PC1、PC2、PC3)的输入端的正极相连，所述光耦(PC1、PC2、PC3)的输出端与第二电阻(R4、R5、R6)相连，所述第一二极管(D1、D2、D3)与第一电阻(R1、R2、R3)串联，所述第二二极管(D4、D5、D6)的正、负极分别与光耦(PC1、PC2、PC3)的输入端的负、正极相连，所述三线上的第二二极管(D4、D5、D6)的正极相互连接。
4.如权利要求3所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，所述第一二极管(D1、D2、D3)的负极与光耦(PC1、PC2、PC3)的输入端的正极相连。
5.如权利要求3所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，所述第一二极管(D1、D2、D3)的正极与光耦(PC1、PC2、PC3)的输入端的负极相连。
6.如权利要求3所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，所述第二电阻(R4、R5、R6)与光耦(PC1、PC2、PC3)的输出端的发射极相连。
7.如权利要求3所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，所述第二电阻(R4、R5、R6)与光耦(PC1、PC2、PC3)的输出端的集电极相连。
8.如权利要求1所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，还包括迟滞比较模块，所述迟滞比较模块与所述降压、检测及隔离模块相连。
9.如权利要求8所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，还包括RC滤波模块，所述迟滞比较模块与所述RC滤波模块相连。
10.如权利要求9所述的三相交流电源相位检测电路，其特征在于，所述RC滤波模块上设有输出端，所述输出端与MCU处理模块相连。
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