CN204681080U - 变频器三相输入缺相保护电路 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种变频器三相输入缺相保护电路，包括：依次连接的交流三相输入电路、全桥整流滤波电路、光耦传输电路，以及，用于对所述光耦传输电路输出的信号进行整形处理并依据整形处理所得信号判断是否缺相以控制变频器停止工作的信号转换电路。这样，当整形处理信号为方波信号而非未缺相时的低电平信号时，信号转换电路可触发变频器停止工作以进行保护，避免产生发热而导致的设备安全问题。
Description
技术领域
本申请涉及变频器技术领域，尤其涉及一种变频器三相输入缺相保护电路。
背景技术
变频器欠压保护电路一般包括如下模块：交流三相输入电路、全桥整流电路、光耦传输电路以及信号转换电路。各模块工作原理大致如下：交流三相输入电路输入交流电，全桥整流电路对交流电进行整流得到直流电，直流电经过光耦传输电路进行隔离和信号传输，再由信号转换电路进行整形并由其中的单片机（MCU）进行信号检测。
而由于目前的单片机中没有涉及对输入缺相的检测，因此，当变频器处于三相电源输入缺相且轻负载状态时，检测信号电压有可能高于欠压点电压，致使电机容易发热甚至烧毁。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
本申请提供一种变频器三相输入缺相保护电路，包括：依次连接的：
交流三相输入电路；
用于对所述交流三相输入电路输出的交流电进行降压、整流及滤波处理的全桥整流滤波电路；
用于对所述全桥整流滤波电路输出的直流电进行信号传输的光耦传输电路；以及，
用于对所述光耦传输电路输出的信号进行整形处理并依据整形处理所得信号判断是否缺相以控制变频器停止工作的信号转换电路。
进一步地，所述全桥整流滤波电路包括：相并联的全桥整流子电路以及滤波子电路。
进一步地，所述滤波子电路包括并联的第一电容及第一电阻。
进一步地，所述光耦传输电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、光耦芯片以及第二电容；
所述光耦芯片包括发光二极管及三极管，所述发光二极管的正极通过所述第二电阻连接到所述全桥整流滤波电路的正输出端，负极连接到所述全桥滤波整流电路的负输出端，所述发光二极管的正极与负极之间通过所述第三电阻相连；所述三极管的集电极与发射极之间并联所述第二电容，且集电极通过所述第四电阻与第一工作电压相连，发射极与地相连。
进一步地，所述信号转换电路包括：第五电阻、第六电阻、高压输出驱动器，以及单片机；
所述三极管的集电极通过所述第五电阻连接到所述高压输出驱动器的输入端，所述高压输出驱动器的输出端一方面通过所述第六电阻连接到第二工作电压，另一方面与所述单片机相连。
本申请的有益效果是：
通过提供一种变频器三相输入缺相保护电路，包括：依次连接的交流三相输入电路、全桥整流滤波电路、光耦传输电路，以及，用于对所述光耦传输电路输出的信号进行整形处理并依据整形处理所得信号判断是否缺相以控制变频器停止工作的信号转换电路。这样，当整形处理信号为方波信号而非未缺相时的低电平信号时，信号转换电路可触发变频器停止工作以进行保护，避免产生发热而导致的设备安全问题。
附图说明
图1为本申请实施例的变频器三相输入缺相保护电路的结构示意图。
图2为本申请实施例中全桥整流滤波电路2的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
请参考图1，本申请提供一种变频器三相输入缺相保护电路，包括：依次连接的：交流三相输入电路1；用于对交流三相输入电路1输出的交流电进行降压、整流及滤波处理的全桥整流滤波电路2；用于对全桥整流滤波电路2输出的直流电进行信号传输的光耦传输电路3；以及，用于对光耦传输电路3输出的信号进行整形处理并依据整形处理所得信号判断是否缺相以控制变频器停止工作的信号转换电路4。
交流三相输入电路1包括三条单相输入电路，其中每条单相输入电路上设置有若干电阻，例如，在R相输入电路上串联有电阻R1、R2及R3，在S相输入电路上串联有电阻R4、R5及R6，在T相输入电路上串联有电阻R7、R8及R9。
全桥整流滤波电路2包括：相并联的全桥整流子电路21以及滤波子电路22。如图2所示，全桥整流子电路21包括二极管D1、D2及D3。滤波子电路2包括并联的第一电容C1及第一电阻R10。
光耦传输电路3包括：第二电阻R11、第三电阻R12、第四电阻R15、光耦芯片U1以及第二电容C2；光耦芯片U1包括发光二极管及三极管，发光二极管的正极1脚通过第二电阻R11连接到全桥整流滤波电路2的正输出端，负极2脚连接到全桥滤波整流电路2的负输出端，发光二极管的正极1脚与负极2脚之间通过第三电阻R12相连；三极管的集电极4脚与发射极3脚之间并联第二电容C2，且集电极4脚通过第四电阻R15与第一工作电压+5V相连，发射极3脚与地相连。
信号转换电路包括：第五电阻R13、第六电阻R14、高压输出驱动器U2，以及单片机U3；三极管的集电极4脚通过第五电阻R13连接到高压输出驱动器U2的输入端，高压输出驱动器U2的输出端一方面通过第六电阻R14连接到第二工作电压+3.3V，另一方面与单片机U3相连。
在上述电路中：
全桥整流滤波电路2实现了将三相电源整流为直流电的功能，滤波电路实现了对直流电的滤波功能，由于采用上述第一电容C1和第一电阻R10并联组成的滤波电路，在电网电压波动较大时，可以有效的消除尖脉冲高压，因此带来了减少变频器误保护的技术效果。
由于采用了第三电阻R12并联在光耦芯片U1的发光二极管的正负极，第三电阻R12对光耦芯片U1的发光二极管内部结电容作及时放电处理，因此带来了降低光耦芯片故障率的技术效果。
第五电阻R13的一端与光耦传输电路的输出端相连，第五电阻R13的另一端与高压输出驱动器U2的输入端相连，高压输出驱动器U2的输出端信号送入单片机U3进行AD转换采样处理。由于采用74LS07高压输出缓冲器/驱动器U2，其对信号进行了缓冲整形处理，因此带来了提高信号检测速度和信号质量的技术效果。
本电路判断三相电源缺相的原理为：当三相输入电源正常时时，光耦芯片U1输入侧的电流强度能使光耦芯片U1的三极管导通，三极管集电极为低电平，经过高压输出驱动器U2送入单片机U3，单片机U3经过AD采样得到低电平，则判断三相输入电源正常；当三相输入电源缺相时，桥式整流输出最大值为537V，最小值为156V，频率为100HZ，当桥式整流输出最大值537V时光耦芯片U1的发光二极管导通，使光耦芯片U1的三极管导通，当桥式整流输出最小值156V时，光耦芯片U1发光二极管截止，使光耦芯片U1的三极管截止，经过第五电阻R13限流，通过高压输出驱动器U2整形输出，送入单片机U3，单片机U3经过AD采样得到频率为100HZ的方波，就可以判断三相输入电源缺相，单片机报警输出缺相，使变频器立即停止工作，从而达到保护电机与变频器的目的。
当三相电源正常工作时，桥式整流输出最大值537V时，光耦芯片U1的发光二极管的输入电流为：
I=U/(R1+R2+R3+R11)≈2.4mA
此时光耦芯片U1发光二极管导通，即光耦芯片U1三极管导通，
当单相电源缺相，桥式整流输出最小值156V时，光耦芯片U1的发光二极管的输入电流为：
I=U/(R1+R2+R3+R11)≈0.6mA
此时光耦芯片U1的发光二极管截止，即光耦芯片U1的三极管截止，光耦芯片U1的三极管进行频率为100HZ的开通关断动作，经过高压输出驱动器U2输入到单片机U3的IO口为100HZ的方波，单片机由此判断此时三相输入电源缺相，并立即停止变频器工作，对变频器和电机起到及时有效的保护作用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (5)
1.一种变频器三相输入缺相保护电路，其特征在于，包括：依次连接的：
交流三相输入电路；
用于对所述交流三相输入电路输出的交流电进行降压、整流及滤波处理的全桥整流滤波电路；
用于对所述全桥整流滤波电路输出的直流电进行信号传输的光耦传输电路；以及，
用于对所述光耦传输电路输出的信号进行整形处理并依据整形处理所得信号判断是否缺相以控制变频器停止工作的信号转换电路。
2.如权利要求1所述的变频器三相输入缺相保护电路，其特征在于，所述全桥整流滤波电路包括：相并联的全桥整流子电路以及滤波子电路。
3.如权利要求1所述的变频器三相输入缺相保护电路，其特征在于，所述滤波子电路包括并联的第一电容及第一电阻。
4.如权利要求1所述的变频器三相输入缺相保护电路，其特征在于，所述光耦传输电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、光耦芯片以及第二电容；
所述光耦芯片包括发光二极管及三极管，所述发光二极管的正极通过所述第二电阻连接到所述全桥整流滤波电路的正输出端，负极连接到所述全桥滤波整流电路的负输出端，所述发光二极管的正极与负极之间通过所述第三电阻相连；所述三极管的集电极与发射极之间并联所述第二电容，且集电极通过所述第四电阻与第一工作电压相连，发射极与地相连。
5.如权利要求4所述的变频器三相输入缺相保护电路，其特征在于，所述信号转换电路包括：第五电阻、第六电阻、高压输出驱动器，以及单片机；
所述三极管的集电极通过所述第五电阻连接到所述高压输出驱动器的输入端，所述高压输出驱动器的输出端一方面通过所述第六电阻连接到第二工作电压，另一方面与所述单片机相连。
Priority Applications (1)
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| CN201520419955.0U CN204681080U (zh) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | 变频器三相输入缺相保护电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108037377A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-15 | 北京动力源科技股份有限公司 | 一种检测三相交流电源缺相的方法及电路 |
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- 2015-06-17 CN CN201520419955.0U patent/CN204681080U/zh active Active
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