CN201282359Y - 双电源自动切换设备的缺相检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源缺相检测装置，包括连接于三相电源的降压整流滤波电路、脉冲信号转换电路和检测电路，上述电路依次相继连接，整流电路输出的信号经滤波电路后接入脉冲信号转换电路处理，然后得到待检测信号，该信号送入检测电路以判断电源是否缺相，通过检测电路连接控制电源自动切换设备的工作。本实用新型既可用于三相四线制电源，也可用于三相三线制电源，且具有电路和检测程序简单、性能稳定等优点，可大规模应用于城市或社区，工厂或企业的供电系统。

Description

双电源自动切换设备的缺相检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电源缺相检测装置，特别涉及一种双电源自动切换设备的缺相检测装置。

背景技术

目前对于城市或社区，工厂或企业供电，一般都采用三相交流电。为了更好地保证供电的稳定与可靠，越来越多的单位都采用了双路市电，或一路市电、一路发电机供电，即一路为常用电源U1，一路为备用电源U2。一般情况下使用常用电源，当常用电源出现故障或失压时，则要求双电源自动切换设备转换到备用电源，见图9。要完成自动切换，首先要求对三相电源失压，缺相，欠压，过压，频率失常，三相电源不平衡进行准确无误的检测，才能保证可靠地控制电源切换，缺相检测装置就是这样产生的。

缺相检测的装置有很多种，然而它们往往存在以下缺点：可以用于三相四线制电源，但不能用于三相三线制电源，有些装置虽然解决了这个问题，但又存在电路和检测程序复杂或性能不稳定等缺点。

如图1所示的缺相检测装置，该装置电路虽然简单，但使用N线作为工作电路的一部分，使该电路只适用于检测三相四线制电源而无法在使用三相三线制电源的场合工作。

如图2所示的缺相检测的装置，该装置虽然既可用于三相四线制电源，也可用于三相三线制电源，但是每路电源都需要整流桥和光电耦合器，使成本增加。更重要的是，A、C两相并联接于变压器进行供电，即使A相或C相缺相，但缺相端仍能经过变压器初级线圈与其他两相形成回路，可能会使缺相端对应的光电耦合器导通，从而不产生缺相信号，所以即使电源缺相时也可能不切换，所以该装置工作性能不稳定。即使是采用三相整流供电，缺相端也会通地后面的负载与其他两相形成回路，现象与上述情况一样。

如图3所示的缺相检测的装置，电路要求检测A、B、C各相电压值，并定时显示各相电压值及频率值等情况。这种电源检测技术应用于高档的双电源自动切换装置，一般会使用单片机进行检测和控制以及用光可控硅或光电耦合器隔离，以及使用高精度的电压电流互感器或高线性度光电耦合器，把高电压转换成低电压，再通过A/D转换，由微控制器(MCU)处理。常用电源U1、备用电源U2各需要一组切换电路，检测电路相对于图1，图2而言也比较复杂，并且单片机需要进行A/D转换及判别，程序也相当复杂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型通过简化和完善电路，提供一种既可用于三相四线制电源，又可用于三相三线制电源，且具有电路和检测程序简单、性能稳定的双电源自动切换设备的缺相检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

双电源自动切换设备的缺相检测装置，包括连接于三相电源的降压整流滤波电路、脉冲信号转换电路和检测电路，上述电路依次相继连接，所述的检测电路包括用于控制自动切换设备工作的微控制器，经过降压整流滤波电路产生的信号波形送到脉冲信号转换电路进行处理，整形后得到待检测信号，检测电路的微控制器检测此信号状态后可判断电源是否缺相，并发出指令控制自动切换设备的工作。

本实用新型的效果是：三相电经过降压、整流后，得到了三相电叠加的信号，此信号经过处理后，检测电路就可判断出电源是否缺相，本实用新型既可用于三相四线制电源的缺相检测，也可用于三相三线制电源的缺相检测。

另外，本实用新型省去了传统的复杂电路，简化了硬件的结构，具有电路和程序简单、性能稳定等优点，用于大规模生产可以降低成本，极具推广价值。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型做进一步说明。

图1为背景技术1的缺相检测装置原理图。

图2为背景技术2的缺相检测装置原理图。

图3为背景技术3的缺相检测装置原理图。

图4为本实用新型的工作原理框图。

图5为本实用新型的实现电路图。

图6为本实用新型在电源不缺相时整流后的U_DG波形图。

图7为本实用新型在电源缺相时整流后的U_DG波形图。

图8为本实用新型在电源缺相时经光电耦合器隔离后的波形图。

图9为本实用新型双电源自动切换设备图。

具体实施方式

本实用新型的原理框图如图4所示，包括连接于三相电源的降压整流滤波电路1、脉冲信号转换电路2和检测电路3。其中脉冲信号转换电路用于把滤波出来的信号处理成待测信号U_F；检测电路完成对电源是否缺相的检测，通过检测电路连接控制自动切换设备的工作。

本实用新型的实现电路图如图5所示，上述的降压整流滤波电路1包括电阻R1、R2和R3，电容C1、C2和C3，二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6，滤波电容C4，脉冲信号转换电路包括电阻R4、R5光电耦合器OPT1，电阻R6，稳压二极管ZD1，检测电路主要包括微控制器MCU。电阻R1，电容C1的一端接于电源的A相，另一端接于二极管D1的正极，D4的负极。同样，电阻R2，电容C2的一端接于电源的B相，另一端接于二极管D2的正极，D5的负极。电阻R3，电容C3的一端接于电源的C相，另一端接于二极管D3的正极，D6的负极；二极管D1、D2和D3的负极接在电容C4的一端，正极分别接在二极管D4、D5和D6的负极，二极管D4、D5和D6的正极接在电容C4的另一端；电阻R4的一端接电容C4的一端，另一端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接稳压管ZD1的负极，稳压管ZD1的正极接电容C4的另一端；光电耦合器OPT1的两个输入端接在电阻R5的两端，输出的一端接地，另一端接微处理器MCU的输入端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电压为5V的电源。

本实用新型的工作原理是：信号经降压整流滤波后，电容C4两端得到波形U_DG分为两种情况。

1)当电源不缺相时，U_DG波形如图6所示，每周期6个波头。此时光电耦合器OPT1导通，输出待测电压U_F为0并送到单片机输入端，因U_F不是脉冲，计数为0，微控制器MCU可判断电源不缺相。

2)当电源缺相时，U_DG波形如图7所示，光电耦合器OPT1间隔导通，如图8所示，输出待测电压U_F为脉冲信号，这样微控制器MCU接收到脉冲，每个周期计数为2，即可判断电源缺相。电源电压不平衡时也可以产生相类似的波形，由于稳压管ZD1的作用，可以使正常电源为额定值，当其中一相电压下降到额定值的30％以下，才产生脉冲，实际上缺相也是不平衡电源的一种特例。改变电阻R5及稳压管ZD1的值，就可作为调节不平衡电压基准的一种方法。

微控制器MCU经过对上述两种情况的检测后，得出电源是否缺相的结论，从而输出信号到自动切换设备。如图9所示，当常用电源U1不缺相时，开关Q1一直闭合，开关Q2一直断开，负载一直使用常用电源U1供电；当常用电源U1缺相时，开关Q1断开，开关Q2闭合，负载使用备用电源U2供电，完成了双电源的自动切换。

本发明创造除了上述实施方式之外，其它等同技术方案也应当在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.双电源自动切换设备的缺相检测装置，其特征在于包括连接于三相电源的降压整流滤波电路(1)、脉冲信号转换电路(2)和检测电路(3)，上述电路依次相继连接，所述的检测电路(3)包括用于控制自动切换设备工作的微控制器(MCU)，经过降压整流滤波电路(1)产生的信号波形送到脉冲信号转换电路(2)进行处理，整形后得到待检测信号，检测电路(3)的微控制器(MCU)检测此信号状态后可判断电源是否缺相，并发出指令控制自动切换设备的工作。

2.根据权利要求1所述的双电源自动切换设备的缺相检测装置，其特征在于所述的降压整流滤波电路(1)包括降压电容(C1、C2、C3)、安全电阻(R1、R2、R3)和整流二极管(D1、D2、D3、D4、D5、D6)，安全电阻(R1、R2、R3)分别与三个降压电容(C1、C2、C3)并联，整流二极管(D1、D2、D3、D4、D5、D6)用于三相整流，陶瓷电容(C4)并联于整流电压的正负两端，用于滤除高频干扰。

3.根据权利要求1或者2所述的双电源自动切换设备的缺相检测装置，其特征在于所述的脉冲信号转换电路(2)包括电阻(R4、R5、R6)、光电耦合器(OPT1)和稳压管(ZD1)。

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