CN113075467A - 电网缺相检测装置及控制整流桥中的开关管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网缺相检测装置及控制整流桥中的开关管的方法，其中，电网缺相检测装置包括电压检测电路和缺相检测电路；电压检测电路的输入端分别与整流桥中的每一开关管连接，且电压检测电路用于，当任一开关管符合预设条件时，输出第一电压检测信号至缺相检测电路；当任一开关管未符合预设条件时，输出第二电压检测信号至缺相检测电路；缺相检测电路用于，当接收到第一电压检测信号时，输出正常信号；当接收到第二电压检测信号时，输出缺相故障信号。本发明公开的电网缺相检测装置可解决现有电网缺相故障检测电路结构复杂且在通过软件方式来进行电网缺相故障检测时存在延时较大的技术问题。

Description

电网缺相检测装置及控制整流桥中的开关管的方法

技术领域

本发明属于电力电子设备技术领域，具体涉及一种电网缺相检测装置及控制整流桥中的开关管的方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，整流桥在大功率变频器整流侧的应用也日益增多。

相关技术中，三相电网在高压复杂的工作过程中，容易造成电网缺相，若缺相故障未能及时检测发现或者检测排除的时间较长，将会损坏后级整流桥等相关电力设备，导致经济财产损失严重。

然而，传统的电网缺相故障检测电路主要采用软件的方式来进行电网缺相故障的检测，不仅电路结构复杂，而且无法快速响应电网变化，存在延时较大的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种电网缺相检测装置，旨在解决现有电网缺相故障检测电路结构复杂且在通过软件方式来进行电网缺相故障检测时存在延时较大的技术问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种电网缺相检测装置，至少用于对与整流桥相连的电网电源进行缺相检测，该电网缺相检测装置包括电压检测电路和缺相检测电路；

所述电压检测电路的输入端分别与所述整流桥中的每一开关管连接，且所述电压检测电路用于，当任一所述开关管符合预设条件时，输出第一电压检测信号至所述缺相检测电路；当任一所述开关管未符合预设条件时，输出第二电压检测信号至所述缺相检测电路；其中，所述预设条件为：所述开关管的两端的电压差达到预设值；

所述缺相检测电路用于，当接收到所述第一电压检测信号时，输出正常信号；当接收到所述第二电压检测信号时，输出缺相故障信号。

进一步地，所述整流桥包括N个上桥臂，且每一所述上桥臂包括一个所述开关管，所述N为大于零的整数；

所述电压检测电路包括N个检测子电路，且每一所述检测子电路的输入端与每一所述开关管一一对应连接，每一所述检测子电路的输出端与所述缺相检测电路的输入端连接。

进一步地，所述缺相检测电路包括N个缺相子电路，且每一所述检测子电路的输出端与每一所述缺相子电路的输入端一一对应连接。

进一步地，每一所述检测子电路包括电压采样电路和第一比较电路，所述电压采样电路包括多个串联连接在所述开关管的阴极和阳极之间的分压电阻；

所述第一比较电路的输入端分别与第一预设参考电压源和所述电压采样电路的输出端连接，所述第一比较电路的输出端作为所述检测子电路的输出端。

进一步地，每一所述缺相子电路包括第二比较电路，且所述第二比较电路分别与第二预设参考电压源和所述检测子电路的输出端连接，所述第二比较电路的输出端作为所述缺相子电路的输出端。

进一步地，每一所述缺相子电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括第一电阻和电容；

所述第一电阻串联连接于所述检测子电路的输出端与所述第二比较电路的输入端之间，所述电容的一端分别与所述第一电阻的一端、所述第二比较电路的输入端连接，所述电容的另一端接地。

进一步地，每一所述缺相子电路还包括与电路、第二电阻和第三电阻，所述与电路的第一输入引脚连接所述第二比较电路的输出端，所述与电路的第二输入引脚连接所述检测子电路的输出端；所述第二电阻串联连接于所述与电路的第一输入引脚与所述缺相子电路的供电输入端之间；所述第三电阻串联连接于所述与电路的输出引脚与所述缺相子电路的供电输入端之间；其中，所述第二比较电路的输出端作为所述缺相子电路的第一输出端，用以输出所述正常信号和/或所述缺相故障信号；所述与电路的输出引脚作为所述缺相子电路的第二输出端，用以输出所述正常信号和/或所述缺相故障信号。

进一步地，所述电网缺相检测装置还包括使能输出电路和恒流驱动电路，所述使能输出电路包括N个使能子电路，所述恒流驱动电路包括N个恒流子电路，每一所述缺相子电路的输出端经由一个所述使能子电路连接到一个所述恒流子电路的输入端，每一所述恒流子电路的输出端连接到一个所述开关管；其中，当所述使能子电路接收到所述缺相检测子电路输出的所述正常信号时，所述使能子电路向所述恒流子电路输出使能信号；当所述恒流子电路接收到所述使能子电路输出的所述使能信号时，所述恒流子电路输出使符合所述预设条件的所述开关管导通的驱动电流。

进一步地，所述电网缺相检测装置还包括供电电路，所述供电电路分别与每一所述检测子电路、每一所述缺相子电路，每一所述使能子电路以及每一所述恒流子电路的供电输入端连接。

进一步地，每一所述使能子电路包括一个开关元件，所述开关元件串联连接在所述供电电路与所述恒流子电路的供电输入端之间，且所述开关元件的控制端与一个所述缺相子电路的输出端连接。

进一步地，每一所述恒流子电路包括稳压电路和限流电路；所述稳压电路与所述限流电路连接，并为所述限流电路提供基准电压；所述限流电路串联连接在所述恒流子电路的供电输入端与所述开关管之间，并根据所述稳压电路提供的基准电压将来自所述恒流子电路的供电输入端的电压转化为恒定电流进行输出。

进一步地，所述限流电路包括第四电阻和三极管，且所述第四电阻和所述三极管串联连接在所述恒流子电路的供电输入端与所述开关管之间；

所述稳压电路包括稳压管以及第五电阻，所述稳压管串联连接在所述恒流子电路的供电输入端与所述三极管的基极之间，所述第五电阻串联连接在所述三极管的基极与参考地之间，且所述参考地连接到所述整流桥的正直流输出端。

对应地，本发明还提出一种控制整流桥中的开关管的方法，应用于前述的电网缺相检测装置中，该控制整流桥中的开关管的方法包括以下步骤：

基于每一所述开关管的阴极和阳极之间的电压幅值连续识别被控制的每一所述开关管的状态；

在任一所述开关管符合所述预设条件时，由相应的所述检测子电路向相应的所述缺相子电路输出所述第一电压检测信号；

相应的所述缺相子电路根据接收到的所述第一电压检测信号，向相应的所述使能子电路输出所述正常信号；

相应的所述使能子电路根据接收到的所述正常信号，向相应的所述恒流子电路输出所述使能信号；

相应的所述恒流子电路根据接收到的所述使能信号，输出使符合所述预设条件的所述开关管导通的驱动电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的电网缺相检测装置，根据整流桥中的开关管的两端电压差会随着电网电源的状态变化而变化，通过设置电压检测电路用于检测整流桥中的每一开关管的两端电压变化，且当检测到任一开关管的两端电压差达到预设值时，输出第一电压检测信号至缺相检测电路进行缺相故障检测，而当检测到任一开关管的两端电压差未达到预设值时，输出第二电压检测信号至缺相检测电路进行缺相故障检测，使得缺相检测电路根据接收到的不同电压检测信号输出正常信号或缺相故障信号，从而可实时检测出电网电源是否发生缺相故障。相比于传统的软件方式检测，本发明提出的电网缺相检测装置由纯硬件电路构成，不仅电路结构简单，而且可及时响应电网变化，提高电网缺相故障的检测时效。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中电网缺相检测装置的应用示意图；

图2为本发明另一实施例中电网缺相检测装置的应用示意图；

图3为本发明一实施例中缺相子电路的结构示意图；

图4为本发明一实施例中恒流子电路的结构示意图；

图5为本发明一实施例中恒流驱动电路的输出电流的波形图；

图6为本发明一实施例中电压检测电路的检测电压及恒流驱动电路的输出电流的波形图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

参照图1，本发明一实施例提供一种电网缺相检测装置，至少用于对与整流桥2相连的电网电源进行缺相检测，该电网缺相检测装置包括电压检测电路11和缺相检测电路12；

电压检测电路11的输入端分别与整流桥2中的每一开关管21连接，且该电压检测电路11用于，当任一开关管21符合预设条件时，输出第一电压检测信号至缺相检测电路12，以及，当任一开关管21未符合预设条件时，输出第二电压检测信号至缺相检测电路12；其中，预设条件为：开关管21的两端的电压差达到预设值；

缺相检测电路12用于，当接收到第一电压检测信号时，输出正常信号，以及，当接收到第二电压检测信号时，输出缺相故障信号。

在本实施例中，上述电网电源可以为三相交流电源也可以为两相交流电源，本实施例对此不作具体的限制；上述整流桥2可以是不控整流桥，也可以是半控整流桥，还可以是全控整流桥，本实施例对此不作具体的限制，其中，当上述整流桥2为不控整流桥时，上述开关管21为二极管；而当上述整流桥2为半控整流桥或者全控整流桥时，上述开关管21为晶闸管。图示性地，上述电网电源为三相交流电源，上述整流桥2为半控整流桥，上述开关管21为晶闸管，为方便理解，本发明的各个实施例以电网电源为三相交流电源，整流桥2为半控整流桥为例进行说明。

本实施例的电网缺相检测装置的工作原理如下：

当电网电源处于正常状态时，开关管21的两端电压变化较大，此时电压检测电路11检测到开关管21的两端电压差大于预设值(该预设值可根据实际情况进行设定)，并输出第一电压检测信号(此时的第一电压检测信号为具有一定周期频率的PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)波)至缺相检测电路12，缺相检测电路12通过对接收到第一电压检测信号进行缺相故障检测后输出表示当电网电源处于正常状态的正常信号(例如高电平信号)；而当电网电源处于缺相状态时，开关管21的两端电压变化较小，甚至为零，此时电压检测电路11检测到开关管21的两端电压差小于预设值，并输出第二电压检测信号(此时的第二电压检测信号为一个持续不变的电平)至缺相检测电路12，缺相检测电路12通过对接收到第二电压检测信号进行缺相故障检测后输出表示当电网电源处于缺相状态的缺相故障信号(例如低电平信号)。从而，实现了电网缺相故障的实时检测，后续工作人员只需通过相关设备采集缺相检测电路12输出的信号即可及时获知当前电网电源是否发生缺相故障。

由此可见，本发明实施例提出的电网缺相检测装置，根据整流桥2中的开关管21的两端电压差会随着电网电源的状态变化而变化，通过设置电压检测电路11用于检测整流桥2中的每一开关管21的两端电压变化，且当检测到任一开关管21的两端电压差达到预设值时，输出第一电压检测信号至缺相检测电路12进行缺相故障检测，而当检测到任一开关管21的两端电压差未达到预设值时，输出第二电压检测信号至缺相检测电路12进行缺相故障检测，使得缺相检测电路12根据接收到的不同电压检测信号输出正常信号或缺相故障信号，从而可实时检测出电网电源是否发生缺相故障。相比于传统的软件方式检测，本发明实施例提出的电网缺相检测装置由纯硬件电路构成，不仅电路结构简单，而且可及时响应电网变化，提高电网缺相故障的检测时效。

进一步地，参照图1，在一个示例性的实施例中，整流桥2包括N个上桥臂，且每一上桥臂包括一个开关管21，N为大于零的整数，例如当N为3时，整流桥2为三相整流桥；当N为2时，整流桥2为两相整流桥；图示性地，本实施例的整流桥2为三相半控整流桥。基于此，相应地，电压检测电路11包括N个检测子电路(图中未示意出)，且每一检测子电路的输入端与每一开关管21一一对应连接，每一检测子电路的输出端与缺相检测电路的输入端连接；其中，每一检测子电路用于检测一个开关管21的阳极和阴极之间的电压差(即相电压)。

在本实施例中，基于上述结构设计，可简化电路连接。

进一步地，参照图1，在一个示例性的实施例中，缺相检测电路12包括N个缺相子电路(图中未示意出)，且每一检测子电路的输出端与每一缺相子电路的输入端一一对应连接。

在本实施例中，基于上述结构设计，不仅可进一步简化电路连接，而且使得本实施例的电网缺相检测装置可检测出电网电源的具体缺相情况(即，当电网电源发生缺相故障时，可检测出电网电源中具体是哪一相(R相、S相和T相中的任意一相或多相)出现了缺相故障，例如，假设与电网电源R相相连的开关管21，其对应的缺相子电路输出了缺相故障信号，则表示电网电源的R相发生了缺相故障)，从而有利于缩短后续工作人员排除故障的时间。

进一步地，在一个示例性的实施例中，每一检测子电路包括电压采样电路和第一比较电路，电压采样电路包括多个串联连接在开关管21的阴极和阳极之间的分压电阻；第一比较电路的输入端分别与第一预设参考电压源和电压采样电路的输出端连接，第一比较电路的输出端作为检测子电路的输出端。

在本实施例中，在具体实施时，可选用比较器、运算放大器等具有电压比较功能的元器件作为上述第一比较电路，其中，当选用比较器或运算放大器作为上述第一比较电路时，第一比较电路的正相输入端连接电压采样电路的输出端，第一比较电路的反相输入端连接第一预设参考电压源(第一预设参考电压源为第一比较电路的反相输入端提供所需的参考电压)，第一比较电路的输出端作为检测子电路的输出端。特别地，电压采样电路及第一比较电路可使用一个两路运放芯片，该两路运放芯片的一路用作检测，另外一路搭建成为比较器电路，从而节省一个比较器端口。当然，在实际应用中，检测子电路也可通过其他电子元件实现，只要其能完成开关管21的阳极和阴极之间的电压差检测即可，在此不再赘述。此外，需要说明的是，当开关管21的阴极和阳极之间的串联有两个分压电阻时，则两个分压电阻之间的连接点可作为电压采样电路的输出端。

在本实施例中，基于上述结构设计，在电压采样电路采样到开关管21的两端电压大于预设电压时，第一比较电路输出具有一定周期频率的PWM波，使得对应的缺相子电路输出正常信号(例如高电平信号)；而在电压采样电路采样到开关管21的两端电压小于预设电压时，第一比较电路输出持续不变的电平，使得对应的缺相子电路输出缺相故障信号(例如低电平信号)。

进一步地，参照图1和图3，在一个示例性的实施例中，每一缺相子电路包括第二比较电路U1，且第二比较电路U1分别与第二预设参考电压源Vref和检测子电路的输出端连接，第二比较电路U1的输出端作为缺相子电路的输出端。

在本实施例中，在具体实施时，可选用比较器、运算放大器等具有电压比较功能的元器件作为上述第二比较电路U1，其中，当选用比较器或运算放大器作为上述第二比较电路U1时，第二比较电路U1的反相输入端连接检测子电路的输出端，第一比较电路的正相输入端连接第二预设参考电压源Vref(第二预设参考电压源Vref为第一比较电路的正相输入端提供所需的参考电压)，第二比较电路U1的输出端作为缺相子电路的输出端。

在本实施例中，基于上述结构设计，在电压采样电路采样到开关管21的两端电压大于预设电压时，第一比较电路输出具有一定周期频率的PWM波，由于该PWM波的电压低于第二比较电路U1的参考电压，因此使得此时对应的第二比较电路U1输出正常信号(例如高电平信号)；而在电压采样电路采样到开关管21的两端电压小于预设电压时，第一比较电路输出持续不变的电平，由于该持续不变的电平的电压高于第二比较电路U1的参考电压，因此使得此时对应的第二比较电路U1输出缺相故障信号(例如低电平信号)。

进一步地，参照图1和图3，在一个示例性的实施例中，每一缺相子电路还包括滤波电路，滤波电路包括第一电阻R1和电容C；第一电阻R1串联连接于检测子电路的输出端与第二比较电路U1的输入端之间，电容C的一端分别与第一电阻R1的一端、第二比较电路U1的输入端连接，电容C的另一端接地。

在本实施例中，基于上述结构设计，通过滤波电路对检测子电路输出的信号进行滤波后再输入到第二比较电路U1中进行电压比较，如此，可滤除第一电压检测信号或第二电压检测信号中的噪音，从而有利于提高缺相故障检测的准确性。

进一步地，参照图1和图3，在一个示例性的实施例中，每一缺相子电路还包括与电路U2、第二电阻R2和第三电阻R3，与电路U2的第一输入引脚连接第二比较电路U1的输出端，与电路U2的第二输入引脚连接检测子电路的输出端；第二电阻R2串联连接于与电路U2的第一输入引脚与缺相子电路的供电输入端之间；第三电阻R3串联连接于与电路U2的输出引脚与缺相子电路的供电输入端之间；其中，第二比较电路U1的输出端作为缺相子电路的第一输出端，用以输出正常信号和/或缺相故障信号；与电路U2的输出引脚作为缺相子电路的第二输出端，用以输出正常信号和/或缺相故障信号。

在本实施例中，基于上述结构设计，可实现正常信号和缺相故障信号的两路输出，即，当电网电源处于正常状态时，正常信号可通过第二比较电路U1和与电路U2分别输出；而当电网电源处于缺相状态时，缺相故障信号可通过第二比较电路U1和与电路U2分别输出。如此，使得一路(例如第二比较电路U1)输出的正常信号或缺相故障信号可供后续工作人员排除故障使用，另一路(例如与电路U2)输出的正常信号或缺相故障信号可用于后续驱动整流桥2中的开关管21导通或关闭，从而增强了电网缺相检测装置的实用性。具体地，在电压采样电路采样到开关管21的两端电压大于预设电压时，第一比较电路输出具有一定周期频率的PWM波，该PWM波经过滤波电路进行滤波后，输出的电压低于第二比较电路U1的参考电压，使得此时对应的第二比较电路U1输出正常信号(例如高电平信号)，一方面该正常信号可传递给下级电路进行处理(例如用于后续驱动整流桥2中的开关管21导通)，另一方面该正常信号输出至与电路U2的第一输入引脚，使得与电路U2的第一输入引脚则和其第二输入引脚的电位保持一致(例如均为高电平)，从而使得与电路U2最终也输出正常信号；相反，在电压采样电路采样到开关管21的两端电压小于预设电压时，第一比较电路输出持续不变的电平信号，该持续不变的电平信号经过滤波电路进行滤波后，输出的电压高于第二比较电路U1的参考电压，使得此时对应的第二比较电路U1输出缺相故障信号(例如低电平信号)，一方面该缺相故障信号可传递给下级电路进行处理(例如用于后续驱动整流桥2中的开关管21关闭)，另一方面该缺相故障信号输出至与电路U2的第一输入引脚，使得与电路U2的第一输入引脚则和其第二输入引脚的电位不一致(例如与电路U2的第一输入引脚为低电平，与电路U2的第二输入引脚为高电平)，从而使得与电路U2最终也输出缺相故障信号。

进一步地，参照图2，在一个示例性的实施例中，电网缺相检测装置还包括使能输出电路13和恒流驱动电路14，使能输出电路13包括N个使能子电路(图中未示意出)，恒流驱动电路14包括N个恒流子电路(图中未示意出)，每一缺相子电路的输出端经由一个使能子电路连接到一个恒流子电路的输入端，每一恒流子电路的输出端连接到一个开关管21(具体地，当开关管21为晶闸管时，每一恒流子电路的输出端连接到一个开关管21的门极)；其中，当使能子电路接收到缺相检测子电路输出的正常信号时，使能子电路向恒流子电路输出使能信号，以使恒流子电路输出使符合预设条件的开关管21导通的驱动电流(具体地，开关管21两端的电压VSRC的波形与驱动电流IO的波形之间的变化关系如图6所示，同时结合图5可知，恒流驱动电路14输出的驱动电流为恒定直流，从而在开关管21开管瞬间以及开管过程中，恒流驱动电路14均输出恒定直流)；当使能子电路接收到缺相检测子电路输出的缺相故障信号时，使能子电路停止向恒流子电路输出使能信号，以使恒流子电路停止向整流桥2中相应的开关管21输出驱动电流，进而使得整流桥2中相应的开关管21可由导通状态变为关闭状态。即，本实施例的电网缺相检测装置包括N个驱动支路，每一驱动支路包括一个检测子电路、一个缺相子电路、一个使能子电路以及一个恒流子电路，且每一驱动支路实现电网电源一个相的缺相故障检测以及整流桥2中一个开关管21的驱动控制。

在本实施例中，基于上述结构设计，不仅可实时准确地检测出电网电源的缺相故障，而且当电网电源发生缺相故障时，可通过控制整流桥2中相应的开关管21由导通状态变为关闭状态，及时对整流桥2或接入电网的其它电力设备进行缺相保护，同时通过由纯硬件构成的电路驱动符合预设条件的开关管21导通，在快速响应电网波动的同时，降低了对电源的需求，并且在驱动开关管21导通的过程中无需软件进行发波控制，大大简化了电路，降低了成本。

进一步地，参照图2，在一个示例性的实施例中，上述电网缺相检测装置还包括用于为整个电网缺相检测装置运行提供工作电压的供电电路15，该供电电路15分别与每一检测子电路、每一缺相子电路，每一使能子电路以及每一恒流子电路的供电输入端连接。具体地，该供电电路15可包括电压变换电路(例如直流转直流电路)，并可将外部输入电压转换为电压检测电路11、缺相检测电路12、输出使能电路以及恒流驱动电路14正常工作所需的电压。更为具体地，上述供电电路15具体可通过平面变压器实现电压转换，该平面变压器的原边连接外部直流供电电源，副边产生的电压分别为电压检测电路11、缺相检测电路12、输出使能电路以及恒流驱动电路14供电。当然，在实际应用中，供电电路15也可通过其他电子元件实现，本实施例对此不作具体的限定。

在本实施例中，基于上述结构设计，通过设置供电电路15不仅可为电压检测电路11、缺相检测电路12、输出使能电路以及恒流驱动电路14提供稳定的工作电压，而且可简化电网缺相检测装置与外部供电电压的连接。当然在其它一些实施例中，也可直接通过外部供电电源分别为电压检测电路11、缺相检测电路12、输出使能电路以及恒流驱动电路14供电，但这将使得电网缺相检测装置与外部电路的连接较为复杂。

进一步地，在一个示例性的实施例中，每一使能子电路包括一个开关元件，开关元件串联连接在供电电路15与恒流子电路的供电输入端之间，且开关元件的控制端与一个缺相子电路的输出端连接。

在本实施例中，基于上述结构设计，一方面使得开关元件在缺相子电路输出正常信号(例如高电平)时导通，从而供电电路15可为恒流子电路供电，使得恒流子电路输出驱动电流而导通符号预设条件的开关管21，实现开关管21的驱动控制；另一方面使得开关元件在缺相子电路输出缺相故障信号(例如低电平)时关闭，从而供电电路15停止为恒流子电路供电，使得恒流子电路停止输出驱动电流而关闭处于导通状态的开关管21，实现开关管21的缺相保护，避免电网缺相而损坏整流桥2或其它电力设备。此处需要说明的是，上述开关元件可以是MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，也可以是三极管，还可以是光耦隔离器、接触器等可以实现相应开关功能的现有电子元件或电路，本实施例对此不作具体的限定。

进一步地，参照图2和图4，在一个示例性的实施例中，每一恒流子电路包括稳压电路141和限流电路142；稳压电路141与限流电路142连接，并为限流电路142提供基准电压；限流电路142串联连接在恒流子电路的供电输入端与开关管21之间，并根据稳压电路141提供的基准电压将来自恒流子电路的供电输入端的电压转化为恒定电流进行输出。

在本实施例中，基于上述结构设计，使得当电网电源处于正常状态时，恒流子电路可输出恒定电流，从而可更加可靠地驱动整流桥2中符号预设条件的开关管21导通。

进一步地，参照图2和图4，在一个更为具体的实施例中，限流电路142包括第四电阻R4和三极管Q1，且第四电阻R4和三极管Q1(通过发射极和集电极)串联连接在恒流子电路的供电输入端与开关管21之间；稳压电路141包括稳压管U3以及第五电阻R5，稳压管U3串联连接在恒流子电路的供电输入端与三极管Q1的基极之间，第五电阻R5串联连接在三极管Q1的基极与参考地之间，且参考地连接到整流桥2的正直流输出端。

在本实施例中，基于上述结构设计，使得当电网电源处于正常状态时，恒流子电路可输出恒定电流，从而可更加可靠地驱动整流桥2中符号预设条件的开关管21导通。具体地，在本实施例的恒流子电路中，稳压管U3的电压减去三极管Q1的基极和发射极之间的电压降，再除以R1阻值，即为输出电流值，由于上述各值均为固定值，因此恒流子电路的输出电流为恒定电流。

对应地，本发明实施例还提供一种控制整流桥中的开关管的方法，应用于上述电网缺相检测装置中，该控制整流桥中的开关管的方法包括以下步骤：

基于每一开关管21的阴极和阳极之间的电压幅值连续识别被控制的每一开关管21的状态；

在任一开关管21符合预设条件时，由相应的检测子电路向相应的缺相子电路输出第一电压检测信号；

相应的缺相子电路根据接收到的第一电压检测信号，向相应的使能子电路输出正常信号；

相应的使能子电路根据接收到的正常信号，向相应的恒流子电路输出使能信号；

相应的恒流子电路根据接收到的使能信号，输出使符合预设条件的开关管21导通的驱动电流；

相反，在任一开关管21未符合预设条件时，由相应的检测子电路向相应的缺相子电路输出第二电压检测信号；

相应的缺相子电路根据接收到的第二电压检测信号，向相应的使能子电路输出缺相故障信号；

相应的使能子电路根据接收到的缺相故障信号，停止向相应的恒流子电路输出使能信号，以使整流桥2中相应的开关管21由导通状态变为关闭状态。

在本实施例中，得益于上述电网缺相检测装置的改进，本实施例提出的控制整流桥中的开关管的方法不仅可在电网电源发生缺相故障时，及时对整流桥2或接入电网的其它电力设备进行缺相保护，而且通过由纯硬件构成的电路驱动符合预设条件的开关管21导通，在快速响应电网波动的同时，降低了对电源的需求，并且在驱动开关管21导通的过程中无需软件进行发波控制，大大简化了电路，降低了成本。此处需要说明的是，本实施例的控制整流桥中的开关管的方法的其它内容可参考上述关于电网缺相检测装置的内容描述，此处不再赘述。

需要说明的是，本发明公开的电网缺相检测装置及控制整流桥中的开关管的方法的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。

另外，需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种电网缺相检测装置，至少用于对与整流桥相连的电网电源进行缺相检测，其特征在于，所述电网缺相检测装置包括电压检测电路和缺相检测电路；

所述电压检测电路的输入端分别与所述整流桥中的每一开关管连接，且所述电压检测电路用于，当任一所述开关管符合预设条件时，输出第一电压检测信号至所述缺相检测电路；当任一所述开关管未符合预设条件时，输出第二电压检测信号至所述缺相检测电路；其中，所述预设条件为：所述开关管的两端的电压差达到预设值；

所述缺相检测电路用于，当接收到所述第一电压检测信号时，输出正常信号；当接收到所述第二电压检测信号时，输出缺相故障信号。

2.根据权利要求1所述的电网缺相检测装置，其特征在于，所述整流桥包括N个上桥臂，且每一所述上桥臂包括一个所述开关管，所述N为大于零的整数；

所述电压检测电路包括N个检测子电路，且每一所述检测子电路的输入端与每一所述开关管一一对应连接，每一所述检测子电路的输出端与所述缺相检测电路的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电网缺相检测装置，其特征在于，所述缺相检测电路包括N个缺相子电路，且每一所述检测子电路的输出端与每一所述缺相子电路的输入端一一对应连接。

4.根据权利要求2所述的电网缺相检测装置，其特征在于，每一所述检测子电路包括电压采样电路和第一比较电路，所述电压采样电路包括多个串联连接在所述开关管的阴极和阳极之间的分压电阻；

所述第一比较电路的输入端分别与第一预设参考电压源和所述电压采样电路的输出端连接，所述第一比较电路的输出端作为所述检测子电路的输出端。

5.根据权利要求3所述的电网缺相检测装置，其特征在于，每一所述缺相子电路包括第二比较电路，且所述第二比较电路分别与第二预设参考电压源和所述检测子电路的输出端连接，所述第二比较电路的输出端作为所述缺相子电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的电网缺相检测装置，其特征在于，每一所述缺相子电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括第一电阻和电容；

所述第一电阻串联连接于所述检测子电路的输出端与所述第二比较电路的输入端之间，所述电容的一端分别与所述第一电阻的一端、所述第二比较电路的输入端连接，所述电容的另一端接地。

7.根据权利要求5所述的电网缺相检测装置，其特征在于，每一所述缺相子电路还包括与电路、第二电阻和第三电阻，所述与电路的第一输入引脚连接所述第二比较电路的输出端，所述与电路的第二输入引脚连接所述检测子电路的输出端；所述第二电阻串联连接于所述与电路的第一输入引脚与所述缺相子电路的供电输入端之间；所述第三电阻串联连接于所述与电路的输出引脚与所述缺相子电路的供电输入端之间；其中，所述第二比较电路的输出端作为所述缺相子电路的第一输出端，用以输出所述正常信号和/或所述缺相故障信号；所述与电路的输出引脚作为所述缺相子电路的第二输出端，用以输出所述正常信号和/或所述缺相故障信号。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的电网缺相检测装置，其特征在于，所述电网缺相检测装置还包括使能输出电路和恒流驱动电路，所述使能输出电路包括N个使能子电路，所述恒流驱动电路包括N个恒流子电路，每一所述缺相子电路的输出端经由一个所述使能子电路连接到一个所述恒流子电路的输入端，每一所述恒流子电路的输出端连接到一个所述开关管；其中，当所述使能子电路接收到所述缺相检测子电路输出的所述正常信号时，所述使能子电路向所述恒流子电路输出使能信号；当所述恒流子电路接收到所述使能子电路输出的所述使能信号时，所述恒流子电路输出使符合所述预设条件的所述开关管导通的驱动电流。

9.根据权利要求8所述的电网缺相检测装置，其特征在于，所述电网缺相检测装置还包括供电电路，所述供电电路分别与每一所述检测子电路、每一所述缺相子电路，每一所述使能子电路以及每一所述恒流子电路的供电输入端连接。

10.根据权利要求9所述的电网缺相检测装置，其特征在于，每一所述使能子电路包括一个开关元件，所述开关元件串联连接在所述供电电路与所述恒流子电路的供电输入端之间，且所述开关元件的控制端与一个所述缺相子电路的输出端连接。

11.根据权利要求8所述的电网缺相检测装置，其特征在于，每一所述恒流子电路包括稳压电路和限流电路；所述稳压电路与所述限流电路连接，并为所述限流电路提供基准电压；所述限流电路串联连接在所述恒流子电路的供电输入端与所述开关管之间，并根据所述稳压电路提供的基准电压将来自所述恒流子电路的供电输入端的电压转化为恒定电流进行输出。

12.根据权利要求11中所述的电网缺相检测装置，其特征在于，所述限流电路包括第四电阻和三极管，且所述第四电阻和所述三极管串联连接在所述恒流子电路的供电输入端与所述开关管之间；

所述稳压电路包括稳压管以及第五电阻，所述稳压管串联连接在所述恒流子电路的供电输入端与所述三极管的基极之间，所述第五电阻串联连接在所述三极管的基极与参考地之间，且所述参考地连接到所述整流桥的正直流输出端。

13.一种控制整流桥中的开关管的方法，应用于如权利要求8至12中任一项所述的电网缺相检测装置中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

基于每一所述开关管的阴极和阳极之间的电压幅值连续识别被控制的每一所述开关管的状态；

在任一所述开关管符合所述预设条件时，由相应的所述检测子电路向相应的所述缺相子电路输出所述第一电压检测信号；

相应的所述缺相子电路根据接收到的所述第一电压检测信号，向相应的所述使能子电路输出所述正常信号；

相应的所述使能子电路根据接收到的所述正常信号，向相应的所述恒流子电路输出所述使能信号；

相应的所述恒流子电路根据接收到的所述使能信号，输出使符合所述预设条件的所述开关管导通的驱动电流。

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