CN204243725U - 一种缺相监测保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种缺相监测保护电路，包括：三相四线制外电检测电路，该三相四线制外电检测电路的输出端与全桥整流电路的输入端相连，该全桥整流电路通过信号隔离电路与故障信号输出电路相连；所述信号隔离电路适于对整流后的三相四线制外电检测电路的输出电压进行检测，并将三相电路的缺相信号通过所述故障信号输出电路输出；本实用新型的该轨道车辆缺相监测保护电路结构简单、成本低廉、性能可靠，方便监测三相输出电压是否缺相、对称，并上传故障信号进行保护，并且通过稳压二极管能够避免因为电网波动造成的缺相误判。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道车辆辅助变流器的缺相保护技术领域，具体是一种缺相监测保护电路。
背景技术
城市轨道交通中的有轨电车(低地板车)具有乘客上下车便利，内部移动顺畅、安全系数高、运量大、环境污染小、节约能源、建设周期短和造价低等特点，受到越来越多城市的青睐。低地板车辅助变流器应用于轨道车辆上，可将DC750V输入转变为频率可调的AC 3×380V输出，为车上客室空调，司机室空调，通风设备，司机室及客室内设外接交流220V负载插座供电。在工作时，如果辅助变流器输出三相电压缺相或三相电压出现严重不平衡，会使负载电气设备异常运转，甚至烧毁，因此，有必要提供一种缺相监测保护电路来保护设备正常运行。
目前通用的一些缺相保护电路，一般可分为以下几种：1、传统的缺相保护装置是由热继电器以及断路器等组成，有时会产生误动作或者不动作，极易损坏设备，从而起不到保护作用,此外，这些器件成本也高；2、通过检测控制电源变压器的输出电压来判断是否缺相或通过光耦检测脉冲有无来判断是否缺相，但这两种电路均存在受三相外电相间电容影响而出现误判断的情况；3、通过电流互感器来检测相电流进行缺相判断，但该方法电路复杂，成本高。
现在全电子电路搭建的缺相保护电路，如专利号CN 202586732U和CN202888793U均针对三相三线制交流电来判断缺相，辅助变流器系统输出电压为三相四线制交流电，因此，有必要提供一个新的技术方案来解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种缺相监测保护电路，以实现监测三相输出电压是否缺相或三相是否对称，以及将监测故障信息上报。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种缺相监测保护电路，包括：三相四线制外电检测电路，该三相四线制外电检测电路的输出端与全桥整流电路的输入端相连，该全桥整流电路通过信号隔离电路与故障信号输出电路相连；所述信号隔离电路适于对整流后的三相四线制外电检测电路的输出电压进行检测，并将三相电路的缺相信号通过所述故障信号输出电路输出。
其中，所述三相四线制外电检测电路采用由三个电阻构成的对称星形电路，该对称星形电路的中心点作为三相四线制外电检测电路的输出端。
其中，所述全桥整流电路包括：整流桥P1，以及并联于该整流桥P1输出端的滤波电容C1和负载电阻R4。
其中，所述信号隔离电路包括：限流电阻R5，稳压二极管D1和光耦G1；所述限流电阻R5的一端连接于整流桥P1的正输出端，另一端连接稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极连接光耦G1的输入正极端，该光耦G1的输入负极端连接于所述整流桥P1的负输出端。
其中，所述光耦G1的输入正极端、输入负极端分别与一负载电阻R6的两端相连，和/或所述输入正极端、输入负极端还分别与二极管D2的阴极、阳极相连。
其中，所述故障信号输出电路包括：滤波电容C2、滤波电容C3和限流电阻R7，滤波电容C2的两端分别与光耦G1的输出正极端、输出负极端相连，该输出正极端通过一限流电阻R7与供电电源VCC相连，且该供电电源VCC通过滤波电容C3与输出负极端相连并接地；以及所述输出正极端作为故障信号输出电路的输出端。
本实用新型的有益效果是，本实用新型的该轨道车辆缺相监测保护电路结构简单、成本低廉、性能可靠，方便监测三相输出电压是否缺相、对称，并上传故障信号进行保护，并且通过稳压二极管能够避免因为电网波动造成的缺相误判。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1示出了缺相监测保护电路的原理框图；
图2示出了缺相监测保护电路的原理图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
图1示出了缺相监测保护电路的原理框图。
如图1所示，本实用新型的一种缺相监测保护电路，包括：三相四线制外电检测电路，该三相四线制外电检测电路的输出端与全桥整流电路的输入端相连，该全桥整流电路通过信号隔离电路与故障信号输出电路相连；
所述信号隔离电路适于对整流后的三相四线制外电检测电路的输出电压进行检测，并将三相电路的缺相信号通过所述故障信号输出电路输出。
图2示出了缺相监测保护电路的原理图。
如图2所示，所述三相四线制外电检测电路采用由三个电阻,即限流电阻R1、限流电阻R2和限流电阻R3构成的对称星形电路，该对称星形电路的中心点作为三相四线制外电检测电路的输出端。具体的实施方式包括：限流电阻R1的一端与三相四线制外电U相连，限流电阻R2的一端与三相四线制外电V相连，限流电阻R3的一端与三相四线制外电W相连。
所述全桥整流电路包括：整流桥P1，以及并联于该整流桥P1输出端的滤波电容C1和负载电阻R4。
具体的，限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3的另一端相连并连接到整流桥P1的1端，三相四线制外电N直接连接到整流桥P1的3端；以及滤波电容C1的一端连接整流桥P1的2端，另一端连接整流桥P1的4端，负载电阻R4的一端连接滤波电容C1与整流桥P1的2端相连端，另一端连接滤波电容C1与整流桥P1的4端相连端。
所述信号隔离电路包括：限流电阻R5，稳压二极管D1和光耦G1；所述限流电阻R5的一端连接于整流桥P1的正输出端，另一端连接稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极连接光耦G1的输入正极端，该光耦G1的输入负极端连接于所述整流桥P1的负输出端。
所述光耦G1的输入正极端、输入负极端分别与一负载电阻R6的两端相连，和/或所述输入正极端、输入负极端还分别与二极管D2的阴极、阳极相连。
所述故障信号输出电路包括：滤波电容C2、滤波电容C3和限流电阻R7，滤波电容C2的两端分别与光耦G1的输出正极端、输出负极端相连，该输出正极端通过一限流电阻R7与供电电源VCC相连，且该供电电源VCC通过滤波电容C3与输出负极端相连并接地；以及所述输出正极端作为故障信号输出电路的输出端ERR。该输出端ERR适于连接到控制芯片DSP上进行故障报警保护。
本实用新型的工作原理：
首先三相四线制外电检测电路检测U、V、W三相输入电压，U、V、W三相上限流电阻R1、R2、R3阻值相同，三相电压叠加后输入到整流桥P1的输入端，整流桥P1对叠加的交流电进行整流滤波；当三相电压正常或三相电压没有出现严重不平衡时，输入到整流桥的电压为低电压，该低电压经整流后施加到负载电阻R4上的电压也极低，该电压在信号隔离电路中的限流电阻R5和稳压二极管D1及光耦G1组成的回路中不足以使稳压二极管反向导通(该电压没有达到稳压二极管反向导通值)，因此光耦输入端无电流流过，光耦G1中的光电二极管不导通。因此，光耦G1输出端不导通，故障信号输出回路(电源VCC、限流电阻R4及光耦组成的回路)不导通，故障报警信号ERR直接连接VCC，ERR传递到DSP控制端的信号为高电平(VCC)，DSP正常控制，说明三相输出电压正常，无缺相情况出现。
当三相电压缺相或三相电压出现严重不平衡时，三相电压叠加后输入到整流桥P1的输入端，经全桥整流电路整流滤波后，该电压施加到负载电阻R4上，该电压值大于稳压二极管反向导通电压，以至于信号隔离电路中限流电阻R5、稳压二极管D1及光耦G1组成的回路导通，光耦输入端有电流通过，光电二极管导通发光，光耦G1输出端导通，故障信号输出回路(电源VCC、限流电阻R4及光耦G1组成的回路)导通，故障报警信号ERR直接连接电源地，ERR传递到DSP控制端的信号为低电平(GND)，DSP控制系统停止工作，说明三相输出电压有缺相情况出现，停止电压输出以保护外部电气设备免受损坏。
在信号隔离电路中负载电阻R6可以起到分流作用，以免电路中电流过大通过光耦输入端时烧毁光电二极管，二极管D2防止电路中整流桥反接而反向击穿光耦中光电二极管；故障信号输出电路中的滤波电容C2、滤波电容C3可以滤除外部电源VCC中含有的纹波，以使故障报警信号更加稳定。电路中这些细节的设计大大提高了整个电路的可靠性，稳定性，使整个电路性能更优化。
可选的，本缺相监测保护电路可以通过调节限流电阻R1、R2、R3、R4、R5的电阻值，来调节电路进行故障报警时三相电压达到不平衡电压值的大小，方便根据外部设备对三相电压不平衡的敏感程度来调节辅助变流器输出电压缺相和三相电压不平衡的电压值。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种缺相监测保护电路，其特征在于，包括：三相四线制外电检测电路，该三相四线制外电检测电路的输出端与全桥整流电路的输入端相连，该全桥整流电路通过信号隔离电路与故障信号输出电路相连；
所述信号隔离电路适于对整流后的三相四线制外电检测电路的输出电压进行检测，并将三相电路的缺相信号通过所述故障信号输出电路输出；
所述信号隔离电路包括：限流电阻R5，稳压二极管D1和光耦G1；
所述限流电阻R5的一端连接于整流桥P1的正输出端，另一端连接稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极连接光耦G1的输入正极端，该光耦G1的输入负极端连接于所述整流桥P1的负输出端；
所述光耦G1的输入正极端、输入负极端分别与一负载电阻R6的两端相连，和/或
所述输入正极端、输入负极端还分别与二极管D2的阴极、阳极相连。
2.根据权利要求1所述的缺相监测保护电路，其特征在于，所述三相四线制外电检测电路采用由三个电阻构成的对称星形电路，该对称星形电路的中心点作为三相四线制外电检测电路的输出端。
3.根据权利要求2所述的缺相监测保护电路，其特征在于，所述全桥整流电路包括：整流桥P1，以及并联于该整流桥P1输出端的滤波电容C1和负载电阻R4。
4.根据权利要求1所述的缺相监测保护电路，其特征在于，所述故障信号输出电路包括：滤波电容C2、滤波电容C3和限流电阻R7，
滤波电容C2的两端分别与光耦G1的输出正极端、输出负极端相连，该输出正极端通过一限流电阻R7与供电电源VCC相连，且该供电电源VCC通过滤波电容C3与输出负极端相连并接地；以及
所述输出正极端作为故障信号输出电路的输出端。
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