CN109507491B - 三相逆变器电压相序检测电路、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种三相逆变器电压相序检测电路，包括：相位检测电路，用于采集三相电压的相位信号，并将采集到的相位信号输出为电压方波信号；光耦开关电路，与相位检测电路连接，用于在光耦开关电路正向导通时，采集输出电压的相位信号以便于后续的处理；相位信号转换电路，与光耦开关电路连接，用于对三相电压的相位信号进行比较处理；电压比较电路，与相位信号转换电路连接，用于判断三相输出电压是否发生逆序，并给出保护信号。本申请还提供了一种三相逆变器电压相序检测装置及方法。

Description

三相逆变器电压相序检测电路、装置及方法

技术领域

本申请涉及航空技术领域，具体提供一种三相逆变器电压相序检测电路、装置及方法。

背景技术

在航空电源系统领域，存在大量需要检测三相电压相序的应用场合。传统的三相电压相序检测电路存在线路原理复杂，元器件过多，可靠性较低等缺点。现有相序信号检测的集成电路价格高，部分芯片缺少隔离。这些缺点增加了三相电压相序检测电路的难度和成本，同时降低了相序检测电路工作的安全可靠性。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种三相逆变器电压相序检测电路、装置及方法。

第一方面，本申请公开了一种三相逆变器电压相序检测电路，包括：相位检测电路，用于采集三相电压的相位信号，并将采集到的相位信号输出为电压方波信号；光耦开关电路，与相位检测电路连接，用于在光耦开关电路正向导通时，采集输出电压的相位信号以便于后续的处理；相位信号转换电路，与光耦开关电路连接，用于对三相电压的相位信号进行比较处理；电压比较电路，与相位信号转换电路连接，用于判断三相输出电压是否发生逆序，并给出保护信号。

根据本申请的至少一个实施方式，相位检测电路的输入端分别连接三相逆变器的输出端。

根据本申请的至少一个实施方式，相位信号转换电路耦接于光耦开关电路的输出端。

根据本申请的至少一个实施方式，电压比较电路连接于相位信号转换电路的输出端。

根据本申请的至少一个实施方式，相位检测电路包括：第一二极管，第一二极管的正极端连接有三相电压中的一相电压，第一二极管的负极端连接有第一电阻；第二二极管，第二二极管的正极端连接有三相电压中的一相电压，第二二极管的负极端连接有第二电阻；第三二极管，第三二极管的正极端连接有三相电压中的一相电压，第三二极管的负极端连接有第三电阻。

根据本申请的至少一个实施方式，光耦开关电路包括：第一光耦，第一光耦的正输入端与第一电阻连接，第一光耦的集电极连接有第四电阻；第二光耦，第二光耦的正输入端与第二电阻连接，第二光耦的集电极连接有第五电阻；第三光耦，第三光耦的正输入端与第三电阻连接，第三光耦的集电极连接有第六电阻。

根据本申请的至少一个实施方式，相位信号转换电路包括：第四二极管、第五二极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电容和第二电容，第二光耦的发射极分别与第五二极管的正极端和第二运算放大器构成的电压跟随器的同相输入端连接，第五二极管的负极端与第一光耦的集电极连接，第三光耦的发射极分别与第四二极管的正极端和第一运算放大器构成的电压跟随器的同相输入端连接，第四二极管的负极端与第一光耦的集电极连接，第一电容与第一运算放大器构成的电压跟随器的输出端连接，第二电容与第二运算放大器构成的电压跟随器的输出端连接。

根据本申请的至少一个实施方式，电压比较电路包括电压比较器和与电压比较器连接的第七电阻。

第二方面，本申请公开了一种三相逆变器电压相序检测装置，包括：相位检测模块，包括上述的相位检测电路；光耦开关模块，包括上述的光耦开关电路；相位信号转换模块，包括上述的相位信号转换电路；电压比较模块，包括上述的电压比较电路。

第三方面，本申请公开了一种三相逆变器电压相序检测方法，包括：将三相逆变器的输出端与上述的三相逆变器电压相序检测电路连接；当三相逆变器的输出端与三相逆变器电压相序检测电路的输入端构成正序连接时，开启三相逆变器的输入工作电源，三相逆变器正常启动工作，输出三相交流电；当三相逆变器的输出端与三相逆变器电压相序检测电路的输入端构成逆序连接时，开启三相逆变器的输入工作电源，三相逆变器无法正常启动工作，保护信号端口被置为低电平，SPWM输出驱动信号被封锁，整机无输出。

本申请实施例提供的三相逆变器电压相序检测电路、装置及方法中，通过三相逆变器电压相序检测电路，当被检测三相电压的相序为正序时，电压比较器的输出端为高电平；当被检测三相电压的相序为逆序时，电压比较器的输出端为低电平。利用低电平可以有效的实施三相逆变器的相序保护。

附图说明

图1是本申请的实施例提供的电压相序检测电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面，本申请的实施例提供的电压相序检测电路包括：

相位检测电路，其输入端连接三相逆变器的输出端，用于采集三相电压的相位信号，并将采集到的相位信号输出为电压方波信号。

光耦开关电路，与相位检测电路连接，用于在光耦开关电路正向导通时，采集输出电压的相位信号以便于后续的处理。

相位信号转换电路，耦接于光耦开关电路的输出端，用于对三相电压的相位信号进行比较处理。

电压比较电路，与相位信号转换电路的输出端连接，用于判断三相输出电压是否发生逆序，并给出保护信号。

在一些实施例中，参见图1，三相逆变器电压相序检测电路包括相位检测电路、光耦开关电路、相位信号转换电路和电压比较电路。

其中，相位检测电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，具体地，第一二极管D1的正极端连接有三相电压中的一相电压AC-U，第一二极管D1的负极端连接有第一电阻R1；第二二极管D2的正极端连接有三相电压中的一相电压AC-V，第二二极管D2的负极端连接有第二电阻R2；第三二极管D3的正极端连接有三相电压中的一相电压AC-W，第三二极管D3的负极端连接有第三电阻R3。

光耦开关电路包括第一光耦U1、第二光耦U2、第三光耦U3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，具体地，第一光耦U1的正输入端与第一电阻R1连接，第一光耦U1的集电极连接有第四电阻R4；第二光耦U2的正输入端与第二电阻R2连接，第二光耦U2的集电极连接有第五电阻R5；第三光耦U3的正输入端与第三电阻R3连接，第三光耦U3的集电极连接有第六电阻R6。

相位信号转换电路包括第四二极管D4、第五二极管D5、第一运算放大器U4A、第二运算放大器U4B、第一电容C1和第二电容C2，具体地，第二光耦U2的发射极分别与第五二极管D5的正极端和第二运算放大器U4B构成的电压跟随器的同相输入端连接，第五二极管D5的负极端与第一光耦U1的集电极连接，第三光耦U3的发射极分别与第四二极管D4的正极端和第一运算放大器U4A构成的电压跟随器的同相输入端连接，第四二极管D4的负极端与第一光耦U1的集电极连接，第一电容C1与第一运算放大器U4A构成的电压跟随器的输出端连接，第二电容C2与第二运算放大器U4B构成的电压跟随器的输出端连接。

电压比较电路包括电压比较器U5A和与电压比较器U5A连接的第七电阻R7。

第二方面，本申请的实施例提供的三相逆变器电压相序检测装置包括：相位检测模块，该相位检测模块包括上述的相位检测电路；光耦开关模块，该光耦开关模块包括上述的光耦开关电路；相位信号转换模块，该相位信号转换模块包括上述的相位信号转换电路；电压比较模块，该电压比较模块包括上述的电压比较电路。

需要说明的是，前述对三相逆变器电压相序检测电路实施例的解释说明也适用于本实施例的三相逆变器电压相序检测模块，此处不再赘述。

第三方面，本申请的实施例提供了一种三相逆变器电压相序检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤101，将三相逆变器的输出端与上述的三相逆变器电压相序检测电路连接。

步骤102，当三相逆变器的输出端与三相逆变器电压相序检测电路的输入端构成正序连接时，开启三相逆变器的输入工作电源，三相逆变器正常启动工作，输出三相交流电。

步骤103，当三相逆变器的输出端与三相逆变器电压相序检测电路的输入端构成逆序连接时，开启三相逆变器的输入工作电源，三相逆变器无法正常启动工作，保护信号端口被置为低电平，SPWM输出驱动信号被封锁，整机无输出。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种三相逆变器电压相序检测电路，其特征在于，包括：

相位检测电路，用于采集三相电压的相位信号，并将采集到的相位信号输出为电压方波信号；

光耦开关电路，与所述相位检测电路连接，用于在所述光耦开关电路正向导通时，采集输出电压的相位信号以便于后续的处理；

相位信号转换电路，与所述光耦开关电路连接，用于对三相电压的相位信号进行比较处理；

电压比较电路，与所述相位信号转换电路连接，用于判断三相输出电压是否发生逆序，并给出保护信号；

所述相位信号转换电路耦接于所述光耦开关电路的输出端；

所述相位检测电路包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极端连接有三相电压中的第一相电压，所述第一二极管的负极端连接第一电阻的第一端；

第二二极管，所述第二二极管的正极端连接有三相电压中的第二相电压，所述第二二极管的负极端连接第二电阻的第一端；

第三二极管，所述第三二极管的正极端连接有三相电压中的第三相电压，所述第三二极管的负极端连接第三电阻的第一端；

所述光耦开关电路包括：

第一光耦，所述第一光耦的正输入端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一光耦的负输入端与三相电压中的第二相电压连接，所述第一光耦的集电极与第四电阻的第一端，所述第一光耦的放射极接地，所述第四电阻的第二端与电源正极连接；

第二光耦，所述第二光耦的正输入端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二光耦的负输入端与三相电压中的第三相电压连接，所述第二光耦的集电极与第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与电源正极连接；

第三光耦，所述第三光耦的正输入端与所述第三电阻的第二端连接，所述第三光耦的负输入端与三相电压中的第一相电压连接，所述第三光耦的集电极连接有第六电阻，所述第六电阻的第二端与电源正极连接；

所述相位信号转换电路包括：第四二极管、第五二极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电容和第二电容，

所述第二光耦的发射极分别与所述第五二极管的正极端和所述第二运算放大器构成的电压跟随器的同相输入端连接，所述第五二极管的负极端与所述第一光耦的集电极连接，所述第三光耦的发射极分别与所述第四二极管的正极端和所述第一运算放大器构成的电压跟随器的同相输入端连接，所述第四二极管的负极端与所述第一光耦的集电极连接，所述第一电容的第一端以及所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器构成的电压跟随器的输出端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第一端以及所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器构成的电压跟随器的输出端连接，所述第二电容的第二端接地；

所述电压比较电路连接于所述相位信号转换电路的输出端；

所述电压比较电路包括电压比较器和与所述电压比较器连接的第七电阻，所述电压比较器的同相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述电压比较器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第七电阻的第一端与所述电压比较器的输出端连接，所述第七电阻的第二端与电源正极连接。

2.根据权利要求1所述的三相逆变器电压相序检测电路，其特征在于，所述相位检测电路的输入端分别连接所述三相逆变器的输出端。

3.一种三相逆变器电压相序检测装置，其特征在于，包括：

相位检测模块，包括权利要求1至2中任一项所述的相位检测电路；

光耦开关模块，包括权利要求1至2中任一项所述的光耦开关电路；

相位信号转换模块，包括权利要求1至2中任一项所述的相位信号转换电路；

电压比较模块，包括权利要求1至2中任一项所述的电压比较电路。

4.一种三相逆变器电压相序检测方法，其特征在于，包括：

将三相逆变器的输出端与权利要求1至2中任一项所述的三相逆变器电压相序检测电路连接；

当所述三相逆变器的输出端与所述三相逆变器电压相序检测电路的输入端构成正序连接时，开启所述三相逆变器的输入工作电源，所述三相逆变器正常启动工作，输出三相交流电；

当所述三相逆变器的输出端与所述三相逆变器电压相序检测电路的输入端构成逆序连接时，开启所述三相逆变器的输入工作电源，所述三相逆变器无法正常启动工作，保护信号端口被置为低电平，SPWM输出驱动信号被封锁，整机无输出。

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