CN205193164U - 一种具有缺零线检测电路的不间断电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及不间断电源技术领域，特别涉及一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其包括缺零线检测电路，所述缺零线检测电路包括电压耦合电路、电压采样电路、判断电路和电平产生电路，电压耦合电路接于其中一根火线和零线之间，电压采样电路采样三相电的三根火线汇总后与零线之间的电压，判断电路根据该电压来判断是否缺零线,所述电平产生电路用于根据判断电路的判断结果输出电平信号，缺零线检测电路的结构简单，成本低。

Description

一种具有缺零线检测电路的不间断电源

技术领域

本实用新型涉及不间断电源技术领域，特别涉及一种具有缺零线检测电路的不间断电源。

背景技术

现在很多大功率不间断电源都只有缺相检测及相序检测，而没有缺零线检测，如果机器工作在旁路模式下，缺少零线带不平衡负载时，将会导致输出电压三相电零点偏移，带负载多的一相电压输出电压会降低，带负载少的一相输出电压会升高，出现这种情况有可能会导致负载的输入电压值超出负载的输入电压的正常工作范围从而导致负载发生故障，严重时造成负载损坏，重要负载损坏将会造成极大的损失。

现有技术一般采用以下两种缺零线检测方法。

第一、最常见的缺零线检测方法是在零线上串联一个阻值很小的采样电阻，通过检测电阻上的压降就可以检测到零线上的电流，这种方法的缺陷在于电阻阻值的选取与电阻的功率成为一对矛盾，为了提高检测精度，应尽量选取较大阻值的电阻，但是三相四线用电设备的功率一般较大，在满载时零线电流一般都在几十安培以上，甚至达到几百安培，针对这个范围的电流，采样电阻的大小一般应在10毫欧姆以下，否则电阻上将产生很大的发热；但在空载情况下，零线电流很小，甚至小于1A，这时采集到的电压信号只有10mV左右，这个电压信号很容易受到外部磁场或线路干扰的影响，导致检测失败，甚至出现误报警，导致系统不能正常工作。而且这种检测方法将功率电路与检测电路(弱电电路)无隔离地连接在一起，容易对用电设备造成干扰。

第二、采用电流传感器的缺零线检测方法。为了避免电阻检测中电阻发热和干扰问题，在一些设备中采用隔离的电流检测方法，一般是采用霍耳电流传感器或电流互感器检测电流，这种方法虽然避免了电阻发热，并解决了检测电路与功率电路不隔离的问题，但是这种方式的电路一般比较复杂，成本高。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，而提供一种电路结构简单和成本低的具有缺零线检测电路的不间断电源。

为此给出本实用新型的技术方案。

一种具有缺零线检测电路的不间断电源，包括缺零线检测电路，所述缺零线检测电路包括电压耦合电路、电压采样电路和判断电路，电压耦合电路接于其中一根火线和零线之间，电压采样电路采样三相电的三根火线汇总后与零线之间的电压，判断电路根据该电压来判断是否缺零线。

电压耦合电路具体是在其中一根火线与零线之间跨接有电容，电压采样电路具体是：通过在三相电的每根火线分别串接电阻后并联接至判断电路的第一输入端，在零线通过电阻接至判断电路的第二输入端。

所述判断电路为整流桥REC1，所述整流桥REC1的一个交流输入端与三

相电的每根火线分别通过电阻连接，所述整流桥REC1的另一个交流输入端经电阻与零线连接。

所述整流桥REC1的输出端接有稳压二极管ZD1。

所述判断电路后面接有电平产生电路，所述电平产生电路为开关管电路。

所述开关管电路包括三极管Q1，三极管Q1的集电极为电平输出端。

所述判断电路和电平产生电路之间接有隔离电路，三相电是否有电压差决

定隔离电路是否工作，隔离电路是否工作决定电平产生电路产生不同的电平。

所述隔离电路包括光电耦合器U1。

所述光电耦合器U1的发光器接有二极管D1。

所述判断电路和电平产生电路之间接有发光二极管LED1。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型通过在其中一根火线和零线之间接有电压耦合电路，采用检测三相电的三根火线汇总后与零线之间的电压，根据该电压来判断是否缺零线，如果缺零线则通过电平产生电路发出一种电平，如果不缺零线则通过电平产生电路发出另一种电平，与现有技术将采样电阻串接于主回路进行缺零检测相比，因为不需要检测主回路的电流，只需要检测三相电的三根火线汇总后与零线之间的电压，而三相电的火线和零线作为分支电路，其电流较小，因此，缺零线检测电路产生的热量就较小，电压的检测使得电路简单，成本更低。

（2）本实用新型通过采用光电耦合器进行信号的隔离，与现有技术采用电流互感器进行缺零线检测，同时起到信号隔离相比，光电耦合器的成本较低。

（3）本实用新型的电平产生电路较为简单，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的一种具有缺零线检测电路的不间断电源的缺零线检测电路的电路图。

具体实施方式

本实施例的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，如图1所示，包括缺零线检测电路，所述缺零线检测电路包括电压耦合电路、电压采样电路、判断电路和电平产生电路，电压耦合电路包括电容C2，电容C2接于三相电的C相和零线之间，电压采样电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，判断电路为整流桥REC1，电平产生电路包括滤波电容C1、稳压二极管ZD1、二极管D1、光电耦合器U1、发光二极管LED1和三极管Q1、电阻R5和电阻R6。

市电三相电（A、B、C三相）分别通过电阻R1，电阻R2，电阻R3并联后接整流桥REC1的一个交流输入端，零线（N）通过电阻R4接到整流桥REC1的另一个交流输入端，整流桥REC1的输出经过电容C1滤波及稳压管ZD1稳压后到光电耦合器U1的1脚和2脚，光电耦合器U1的3脚和4脚是否导通决定三极管Q1的集电极TO-DSP输出的高低电平，外部DSP根据该高低电平来判断是否缺零线。

具体的工作原理如下：

1.当市电正常不缺零时，市电三相电（A、B、C三相）平衡时，整流桥REC1输入端无电压，则整流桥REC1的无输出电压到光电耦合器U1的1、2脚，光电耦合器U1的1、2脚不导通，则光电耦合器U1的3、4脚不导通，此时光电耦合器U1的4脚为高电位，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极TO-DSP输出低电平，即送给DSP的信号为低电平，DSP判断机器正常，不缺零线，DSP不做任何动作。

2.当市电正常不缺零时，市电三相电（A、B、C三相）不平衡时，此时整理桥两端虽然有由于三相电不平衡造成的电压差，即整流桥REC1的1脚电压较低，2脚对应的零线无电压，此时整流桥REC1输出端电压很低，很低的电压到光电耦合器U1的1、2脚，此电压不足以1、2脚导通，U1的3、4脚不导通，此时U1的4脚为高电位，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极TO-DSP输出低电平，即送给DSP的信号为低电平，DSP判断机器正常，不缺零线，DSP不做任何动作。

3.当市电正常缺零时，市电三相电（A、B、C三相）平衡时，此时整理桥REC1两端缺零时C相通过电容C1到整流桥REC1的2脚，此时整流桥REC1输出端电压较高，电压到光电耦合器U1的1、2脚，光电耦合器U1的1、2脚导通，U1的3、4脚导通，此时U1的4脚为低电位，三极管Q1不导通，三极管Q1的集电极TO-DSP输出高电平，即送给DSP的信号为高电平，DSP判断机器缺少零线不正常，此时DSP执行缺零转电池工作同时发出声光报警提醒功能。

4.当市电正常缺零时，市电三相电（A、B、C三相）不平衡时，此时整理桥两端有由于三相电不平衡造成的电压差和缺零时C相通过电容C1到整流桥REC1的2脚，此时整流桥REC1输出端电压较高，电压到光电耦合器U1的1、2脚，光电耦合器U1的1、2脚导通，U1的3、4脚导通，此时U1的4脚为低电位，三极管Q1不导通，三极管Q1的集电极TO-DSP输出高电平，即送给DSP信号为高电平，DSP判断机器缺少零线不正常，此时DSP执行缺零转电池工作同时发出声光报警提醒功能。

以上电路，因为通过在其中一根火线和零线之间接有电压耦合电路，采用检测三相电的三根火线汇总后与零线之间的电压，根据该电压来判断是否缺零线，如果缺零线则通过电平产生电路发出一种电平，如果不缺零线则通过电平产生电路发出另一种电平，与现有技术将采样电阻串接于主回路进行缺零检测相比，因为不需要检测主回路的电流，只需要检测三相电的三根火线汇总后与零线之间的电压，而三相电的火线和零线作为分支电路，其电流较小，因此，缺零线检测电路产生的热量就较小，电压的检测使得电路简单，成本更低

本实施例采用光电耦合器U1就可实现信号的隔离，与现有技术使用电流互感器进行信号的隔离相比，成本较低。

本实施例的电平产生电路较为简单，使得整个电路的成本更低。

本实施例巧妙地利用整流桥REC1和稳压二极管ZD1将该电压差处理为稳定的小电压就可供光电耦合器U1的导通使用，成本低。

本实施例由于采用光电耦合器U1就可实现信号的隔离，光电耦合器U1的驱动电压小，因此，电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的阻值可根据光电耦合器U1的导通条件在200千欧姆至1兆欧姆的范围内进行选定，电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的阻值的选定只需要满足在空载的情况下可检测到是否缺零线即可，方便电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的阻值选定，负载越大，则越容易检测到是否缺零线。

二极管D1可用于保护光电耦合器U1的发光器。

发光二极管LED1可起到警示的作用，在缺零线时可引起工作人员的注意。

Claims (10)

1.一种具有缺零线检测电路的不间断电源，包括缺零线检测电路，所述缺零线检测电路包括电压耦合电路、电压采样电路和判断电路，电压耦合电路接于其中一根火线和零线之间，电压采样电路采样三相电的三根火线汇总后与零线之间的电压，判断电路根据该电压来判断是否缺零线。

2.根据权利要求1所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，电压耦合电路具体是在其中一根火线与零线之间跨接有电容，电压采样电路具体是：通过在三相电的每根火线分别串接电阻后并联接至判断电路的第一输入端，在零线通过电阻接至判断电路的第二输入端。

3.根据权利要求1所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述判断电路为整流桥REC1，所述整流桥REC1的一个交流输入端与三相电的每根火线分别通过电阻连接，所述整流桥REC1的另一个交流输入端经电阻与零线连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述整流桥REC1的输出端接有稳压二极管ZD1。

5.根据权利要求1所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述判断电路后面接有电平产生电路，所述电平产生电路为开关管电路。

6.根据权利要求5所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述开关管电路包括三极管Q1，三极管Q1的集电极为电平输出端。

7.根据权利要求1所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述判断电路和电平产生电路之间接有隔离电路，三相电是否有电压差决定隔离电路是否工作，隔离电路是否工作决定电平产生电路产生不同的电平。

8.根据权利要求7所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述隔离电路包括光电耦合器U1。

9.根据权利要求8所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述光电耦合器U1的发光器接有二极管D1。

10.根据权利要求1所述的一种具有缺零线检测电路的不间断电源，其特征是，所述判断电路和电平产生电路之间接有发光二极管LED1。