CN204441852U - 一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊机电路技术领域，具体地说是一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路。一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，包括二极管、电阻、电容、光电耦合器、三极管、接触器、功率管。同现有技术相比，一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，通过执行机构切断供电线路从而起到保护用电设备和电网的作用，电路简单，成本低廉，设计巧妙，实现了多种保护功能，不需要使用敏感的检测芯片，可靠性高。

Description

一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路

技术领域

    本实用新型涉及焊机电路技术领域，具体地说是一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路。

背景技术

    在使用三相电供电的设备如三相电焊机，三相电动机等用电设备中，经常会由于大功率负载的启挺或电网本事的波动，造成三相电压的过压和欠压，而三相用电情况的不均衡则可能会造成三相电的缺相和不平衡，在实际使用的时候也可能会发生用户接错电压，如将220V电压错接到380V电压或者三相接线漏接导致了缺相，而这些情况都有可能导致用电设备的损坏，甚至引起电网的故障， 造成严重的后果。

发明内容

本实用新型为克服现有技术的不足，提供一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，通过执行机构切断供电线路从而起到保护用电设备和电网的作用，此电路经过实际产品应用反应良好。

为实现上述目的，设计一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，包括二极管、电阻、电容、光电耦合器、三极管、接触器、功率管，其特征在于：接触器的一端分别连接电源、二极管七的阴极、电阻七的一端及光电耦合器一的集电极；接触器的另一端分别连接二极管七的阳极、功率管的漏电极；功率管的源极分别连接电容三的负极、三极管的集电极、电阻六的一端、光电耦合器二的发射极及接地；功率管的门极分别连接电阻七的另一端、电容三的正极、三极管的发射极及光电耦合器二的集电极；光电耦合器一发光管的正极分别连接电阻五的一端、电阻三的一端、电阻四的一端及光电耦合器二发光管的正极；电耦合器一发光管的负极分别连接电阻五的另一端及稳压二极管一的阴极；电耦合器二发光管的负极分别连接电阻四的另一端、稳压二极管二的阴极；稳压二极管一的阳极分别连接稳压二极管二的阳极、电容一的一端、电阻二的一端、二极管六的阳极、二极管四的阳极及二极管二的阳极；电阻三的另一端连接稳压二极管三的阳极，稳压二极管三的阴极分别连接电阻一的一端、二极管五的阴极、二极管三的阴极及二极管一的阴极；电容一的另一端分别连接电阻一的另一端及电阻二的另一端；二极管一的阳极连接二极管二的阴极；二极管三的阳极连接二极管四的阴极；二极管五的阳极连接二极管六的阴极。

所述的三极管基极分别连接电阻六的另一端、光电耦合器一的发射极。

所述的稳压二极管二为可编程稳压管TL431，并且稳压二极管二的R脚分别连接电容一的另一端、电阻一的另一端及电阻二的另一端。

所述的二极管一与二极管二之间连接Ua电压。

所述的二极管三与二极管四之间连接Ub电压。

所述的二极管五与二极管六之间连接Uc电压。

所述的电容三为电解电容。

所述的光电耦合器一及光电耦合器二的型号为PC817。

所述的功率管的型号为2N7002K。

所述的接触器的型号为LC1-D2510。

本实用新型同现有技术相比，一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，通过执行机构切断供电线路从而起到保护用电设备和电网的作用，电路简单，成本低廉，设计巧妙，实现了多种保护功能，不需要使用敏感的检测芯片，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型电路连接示意图。

图2为待检测的三相电压Ua，Ub，Uc经过二极管一D1~二极管六D6进行三相全桥整流之后得到直流脉动示意图。

图3为当输入端发生缺相时，整流之后的波形示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，接触器J1的一端分别连接电源、二极管七D7的阴极、电阻七R7的一端及光电耦合器一U1的集电极；接触器J1的另一端分别连接二极管七D7的阳极、功率管T9的漏电极；功率管T9的源极分别连接电容三C3的负极、三极管Q1的集电极、电阻六R6的一端、光电耦合器二U2的发射极及接地；功率管T9的门极分别连接电阻七R7的另一端、电容三C3的正极、三极管Q1的发射极及光电耦合器二U2的集电极；光电耦合器一U1发光管的正极分别连接电阻五R5的一端、电阻三R3的一端、电阻四R4的一端及光电耦合器二U2发光管的正极；电耦合器一U1发光管的负极分别连接电阻五R5的另一端及稳压二极管一Z1的阴极；电耦合器二U2发光管的负极分别连接电阻四R4的另一端、稳压二极管二T1的阴极；稳压二极管一Z1的阳极分别连接稳压二极管二T1的阳极、电容一C1的一端、电阻二R2的一端、二极管六D6的阳极、二极管四D4的阳极及二极管二D2的阳极；电阻三R3的另一端连接稳压二极管三TVS1的阳极，稳压二极管三TVS1的阴极分别连接电阻一R1的一端、二极管五D5的阴极、二极管三D3的阴极及二极管一D1的阴极；电容一C1的另一端分别连接电阻一R1的另一端及电阻二R2的另一端；二极管一D1的阳极连接二极管二D2的阴极；二极管三D3的阳极连接二极管四D4的阴极；二极管五D5的阳极连接二极管六D6的阴极。

三极管Q1基极分别连接电阻六R6的另一端、光电耦合器一U1的发射极。

所述的稳压二极管二T1为可编程稳压管TL431，并且稳压二极管二T1的R脚分别连接电容一C1的另一端、电阻一R1的另一端及电阻二R2的另一端。

二极管一D1与二极管二D2之间连接Ua电压。

二极管三D3与二极管四D4之间连接Ub电压。

二极管五D5与二极管六D6之间连接Uc电压。

电容三C3为电解电容。

光电耦合器一U1及光电耦合器二U2的型号为PC817。

功率管T9的型号为2N7002K。

接触器J1的型号为LC1-D2510。

如图2所示，待检测的三相电压Ua，Ub，Uc经过二极管一D1~二极管六D6进行三相全桥整流之后得到直流脉动的电压，电阻一R1、电阻二R2分压之后得到的电压接入稳压二极管二T1的电压比较端口，稳压二极管二T1是可编程稳压管TL431，当稳压二极管二T1的R脚电压峰值低于2.5V时，稳压二极管二T1的阳极及阴极端断开，由于有稳压二极管一Z1和光电耦合器一U1输入端的钳位作用，光电耦合器二U2不工作，不会拉低MOS功率管T9的门极电压，三相接触器吸合，用电设备正常工作。

而当电阻一R1、电阻二R2端电压峰值高于2.5V时，稳压二极管二T1的阳极及阴极端相当于2V的稳压管，而稳压二极管一Z1的稳压值为5.1V，低于稳压二极管二T1的稳压值，因此光电耦合器二U2工作，光电耦合器二U2的3、4脚，即发射极及集电极导通，电容三C3电压被拉低，功率管T9断开，接触器J1控制电断开。此为过压保护电路，调节电阻一R1、电阻二R2的分压比可以调节过压保护电压的大小。

欠压保护和缺相保护共用一套电路，三相电压经整流后，必须高于瞬态抑制稳压二极管三TVS1的电压，否则光电耦合器一U1不会工作，因此当发生欠压的情况时，瞬态抑制稳压二极管三TVS1不能被击穿，光电耦合器一U1不工作，光电耦合器一U1的3脚，即发射极电压变为低电平，PNP型的三极管Q1导通，将电容三C3短路放电，从而拉低功率管T9的门极电压，关断三相接触器。改变瞬态抑制稳压二极管三TVS1的电压值可以改变欠压保护的电压大小。

如图3所示，当输入端发生缺相时，Ua，Ub，Uc变为单相输入，其整流之后的波形为单相整流波形，单相整流波形谷值很低，可以到低至0V，因此瞬态抑制稳压二极管三TVS1肯定有一段时间处于不导通状态，因此光电耦合器一U1处于脉动导通状态，在这种状态中，光电耦合器一U1导通时，三极管Q1关断，电容三C3被电阻七R7充电，电压缓缓升高，光电耦合器一U1关断时，三极管Q1导通，将电容三C3放电，由于放电电流是经过三极管Q1放大后的电流，因此放电很快，而由于电阻七R7阻值比较大，电容三C3的容值也比较大，其充电时间常数比较大，因此在下一个放电脉冲到来时，电容三C3的电压还没有被充上去，因此电容三C3两端还是一直处于低电压状态，此时MOS功率管T9关闭，接触器断开。

电路简单，成本低廉，设计巧妙，实现了多种保护功能，不需要使用敏感的检测芯片，如电压比较器，单片机等，可靠性高。

由于没有使用检测芯片，因此一次侧，如强电，不需要单独的控制电路供电，也没有芯片容易受干扰的问题，减小了控制电源设计的复杂程度。

强电和弱电之间使用光电耦合器完全隔离，保证了安全性，提高了抗干扰能力。

使用检测电网电压峰值的方法，此电路设计为脉动控制，只要电网电压的峰值达到可以触发光电耦合器一U1、光电耦合器二U2工作的情况，后端电路就可以进行异常情况判断，因为后端MOS功率管T9设计为强关断弱开通状态。

巧妙利用可编程稳压管TL431，此芯片常规应用为基准电压或可变稳压管，但此处作为开关来使用。

使用瞬态抑制稳压二极管三TVS1作为电压检测元件，此元件一般作为ESD防护，但此处类似于稳压管的作用，因为普通稳压管达不到很高的电压值，因此选用TVS瞬态抑制二极管，其精度完全满足设计要求。

Claims (10)

1.一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，包括二极管、电阻、电容、光电耦合器、三极管、接触器、功率管，其特征在于：接触器（J1）的一端分别连接电源、二极管七（D7）的阴极、电阻七（R7）的一端及光电耦合器一（U1）的集电极；接触器（J1）的另一端分别连接二极管七（D7）的阳极、功率管（T9）的漏电极；功率管（T9）的源极分别连接电容三（C3）的负极、三极管（Q1）的集电极、电阻六（R6）的一端、光电耦合器二（U2）的发射极及接地；功率管（T9）的门极分别连接电阻七（R7）的另一端、电容三（C3）的正极、三极管（Q1）的发射极及光电耦合器二（U2）的集电极；光电耦合器一（U1）发光管的正极分别连接电阻五（R5）的一端、电阻三（R3）的一端、电阻四（R4）的一端及光电耦合器二（U2）发光管的正极；电耦合器一（U1）发光管的负极分别连接电阻五（R5）的另一端及稳压二极管一（Z1）的阴极；电耦合器二（U2）发光管的负极分别连接电阻四（R4）的另一端、稳压二极管二（T1）的阴极；稳压二极管一（Z1）的阳极分别连接稳压二极管二（T1）的阳极、电容一（C1）的一端、电阻二（R2）的一端、二极管六（D6）的阳极、二极管四（D4）的阳极及二极管二（D2）的阳极；电阻三（R3）的另一端连接稳压二极管三（TVS1）的阳极，稳压二极管三（TVS1）的阴极分别连接电阻一（R1）的一端、二极管五（D5）的阴极、二极管三（D3）的阴极及二极管一（D1）的阴极；电容一（C1）的另一端分别连接电阻一（R1）的另一端及电阻二（R2）的另一端；二极管一（D1）的阳极连接二极管二（D2）的阴极；二极管三（D3）的阳极连接二极管四（D4）的阴极；二极管五（D5）的阳极连接二极管六（D6）的阴极。

2.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的三极管（Q1）基极分别连接电阻六（R6）的另一端、光电耦合器一（U1）的发射极。

3.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的稳压二极管二（T1）为可编程稳压管TL431，并且稳压二极管二（T1）的R脚分别连接电容一（C1）的另一端、电阻一（R1）的另一端及电阻二（R2）的另一端。

4.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的二极管一（D1）与二极管二（D2）之间连接Ua电压。

5.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的二极管三（D3）与二极管四（D4）之间连接Ub电压。

6.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的二极管五（D5）与二极管六（D6）之间连接Uc电压。

7.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的电容三（C3）为电解电容。

8.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的光电耦合器一（U1）及光电耦合器二（U2）的型号为 PC817。

9.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的功率管（T9）的型号为 2N7002K。

10.根据权利要求1所述的一种三相过压、欠压、缺相一体保护电路，其特征在于：所述的接触器（J1）的型号为 LC1-D2510。