CN112653084A - 基于三相负载的交流电过流快速保护电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于三相负载的交流电过流快速保护电路及方法，所述保护电路包括三相负载交流电控制单元、交流电流信号采集单元、交流电流信号调理单元、滞回比较单元、CPLD逻辑处理单元、CPU处理单元；所述三相负载控制单元用于三相负载交流电两级控制；所述交流信号采集和调理单元负责交流电流信号采集和调理；所述滞回比较用于三相负载过流信号识别；所述CPLD逻辑处理单元用于瞬态过流快速切断；所述CPU处理单元用于稳定过流关断。采用本发明所提出的电路能实现三相负载过流的快速保护，且不会因过流保护造成负载反复通断，具有快速、稳定、可靠的特点。
Description
技术领域
本发明属于嵌入式计算机控制领域，具体涉及基于三相负载的交流电过流快速保护电路及方法，用于负载电信号控制。
背景技术
当三相负载接通交流电时，如果用电网络波动或者负载异常，导致三相交流电中出现单相过流或者三相过流的情况，会对控制三相负载通断的控制器造成较大的影响，严重时会烧毁控制器，所以基于三相负载的交流电过流快速保护电路及方法设计十分重要，但能够进行快速保护的同时还要减少误报警的情况出现，要防止因误报警导致系统停止工作，现有专利中，如“CN202616752U(直流无刷电机交流出线保护器)”中明确了快速保护的方法，但因其为对单次过流信号作出立即相应，因此存在误报警的可能；如“CN110837047A(一种直流电机传感器故障检测及保护系统)”考虑了误报警情况出现的可能，对过流检测结果进行了连续多次的判断，虽然有效地避免了误报警的情况，但是因其需要进行多次判断，其快速保护时间会相应增加，对控制器存在一定的危害，因此研究出一种能够对过流信号作出立即响应，又能够有效的避免误报警的三相交流电过流快速保护电路和方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了通过过流保护提高控制器的可靠性和稳定性，降低成本的同时能够对负载进行可靠稳定保护，用于解决上述现有技术问题。
本发明基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其中包括三相负载交流电控制单元、交流电流信号采集单元、交流电流信号调理单元、滞回比较单元、CPLD逻辑处理单元、CPU处理单元；所述三相负载控制单元用于三相负载交流电两级控制；所述交流信号采集和调理单元负责交流电流信号采集和调理；所述滞回比较用于三相负载过流信号识别；所述CPLD逻辑处理单元用于瞬态过流快速切断；所述CPU处理单元用于稳定过流关断。
进一步的，上述保护电路中，所述三相负载交流电控制单元为继电器+可控硅，根据本发明应用于飞机环控系统控制器，其中，继电器为J500-D1N，可控硅为CLA60MT1200NTZ。
进一步的，上述保护电路中，所述交流电流信号采集单元为霍尔传感器LTSR 6-NP。
进一步的，上述保护电路中，所述交流电流信号调理单元为有效值电路，有效值芯片为AD536。
进一步的，上述保护电路中，所述滞回比较单元为运放LM139。
进一步的，上述保护电路中，所述CPLD逻辑处理单元为EPM7128AETC100。
进一步的，上述保护电路中，所述CPU处理单元为TMS320F2812PGFA。
有益技术效果：采用本发明所提出的电路能实现三相负载过流的快速保护，且不会因过流保护造成负载反复通断，具有快速、稳定、可靠的特点。
附图说明
图1是基于三相负载的交流电过流快速保护电路的结构原理图，
图2是本发明提出的保护方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1是基于三相负载的交流电过流快速保护方法的连接图，如图1所示，本发明提供一种基于三相负载的交流电过流快速保护电路，包括：三相负载交流电控制单元、交流电流信号采集单元、交流电流信号调理单元、滞回比较单元、CPLD逻辑处理单元、CPU处理单元；
如图1所示，保护电路中所述三相负载控制单元用于三相负载交流电两级控制；所述交流信号采集和调理单元负责交流电流信号采集和调理；所述滞回比较单元用于三相负载过流信号识别；所述CPLD逻辑处理单元用于瞬态过流快速切断；所述CPU处理单元用于稳定过流时关断。
采用该电路实现基于三相负载的交流电过流快速保护方法，所述CPLD逻辑处理单元对三相负载过流信号中每一相的过流信号进行“或”逻辑处理，处理结果与三相负载控制信号进行“与”逻辑，逻辑结果作用于三相负载控制电路中，以保证在负载过流的当前程序周期能切断负载控制信号，实现负载过流时快速切断。
所述CPU处理单元采集CPLD逻辑处理单元中三相负载每一相的过流信号“或”逻辑处理的结果，并根据过流结果停止当前周期三相负载交流接通控制信号输出，防止因CPLD切断负载控制信号后过流信号消失，滞回比较单元识别无过流信号，导致当前程序周期再次接通，并且所述CPU处理单元记录连续过流的周期数，当连续过流的周期数达到一定的数值时，判断为系统过流故障，禁止三相负载交流接通控制信号输出。
在具体实施过程中，当负载电流上升当15A时，所述滞回比较单元输出逻辑“1”，当过流切断后，负载电流下降，当降到7A时，所述滞回比较单元输出逻辑“0”。
所述CPLD逻辑处理单元能够在过流的瞬时切断三相负载交流电信号，防止因过流造成系统损坏。
所述CPU处理单元能够在CPLD逻辑处理单元对瞬时过流信号作出响应后能够停止本周期内三相负载交流电路中可控硅接通控制信号的输出，防止过流后三相负载交流电反复接通。
所述CPU处理单元能够在连续几个程序周期都过流时识别为稳定过流，直接关断三相负载交流电中继电器接通控制信号的输出。
当连续过流的周期数达到3次或3次以上时，判断为系统过流故障，禁止三相负载交流接通控制信号输出。
本发明提供的基于三相负载的交流电过流快速保护方法既能够在过流的瞬间切断三相负载交流电，又能够有效的防止误报警导致的三相负载交流电切断，具有快速、稳定、可靠的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其特征在于，所述保护电路包括三相负载交流电控制单元、交流电流信号采集单元、交流电流信号调理单元、滞回比较单元、CPLD逻辑处理单元、CPU处理单元；所述三相负载控制单元用于三相负载交流电两级控制；所述交流信号采集和调理单元负责交流电流信号采集和调理；所述滞回比较用于三相负载过流信号识别；所述CPLD逻辑处理单元用于瞬态过流快速切断；所述CPU处理单元用于稳定过流关断。
2.根据权利要求1所述的基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其特征在于，所述三相负载交流电控制单元为继电器+可控硅的设计形式。
3.根据权利要求1所述的基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其特征在于，所述交流电流信号采集单元为霍尔传感器LTSR 6-NP。
4.根据权利要求1所述的基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其特征在于，所述交流电流信号调理单元为有效值电路。
5.根据权利要求1所述的基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其特征在于，所述滞回比较单元为运放LM139。
6.根据权利要求1所述的基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其特征在于，所述CPLD逻辑处理单元为EPM7128AETC100。
7.根据权利要求1所述的基于三相负载的交流电过流快速保护电路，其特征在于，CPU处理单元为TMS320F2812PGFA。
8.基于三相负载的交流电过流快速保护方法，采用如权利要求1-7任意一项所述的保护电路，其特征在于，所述CPLD逻辑处理单元对三相负载过流信号中每一相的过流信号进行“或”逻辑处理，处理结果与三相负载控制信号进行“与”逻辑，逻辑结果作用于三相负载控制电路中，以保证在负载过流的当前程序周期能切断负载控制信号，实现负载过流时快速切断；
所述CPU处理单元采集CPLD逻辑处理单元中三相负载每一相的过流信号“或”逻辑处理的结果，并根据过流结果停止当前周期三相负载交流接通控制信号输出，防止因CPLD切断负载控制信号后过流信号消失，滞回比较单元识别无过流信号，导致当前程序周期再次接通，并且所述CPU处理单元记录连续过流的周期数，当连续过流的周期数达到一定的数值时，判断为系统过流故障，禁止三相负载交流接通控制信号输出。
9.根据权利要求8所述的基于三相负载的交流电过流快速保护方法，其特征在于，所述连续过流的周期数不少于3次。
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