CN205263206U - 一种三相电压相序检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相电压相序检测电路，包括信号输入电路，所述信号输入电路与触发信号产生电路连接，触发信号产生电路产生的信号一部分经过信号调理电路调理后输入相序判断电路，另一部分输入相序判断电路；所述信号调理电路用于调理信号边沿，所述相序判断电路通过输入信号判断三相电压的相序。本实用新型提供了一种光电耦合器和D触发器组成的用于检测三相高压电源的相序的电路，利用三相电源电压控制光电耦合器的导通和关断，从而产生方波时钟信号。此电路将强弱电完全隔离，强电侧不需要额外的辅助电源供电，原理清晰明了，所用元件少，可满足大多三相电源相序检测之应用。

Description

一种三相电压相序检测电路

技术领域

本实用新型涉及相序检测技术领域，尤其涉及一种三相电压相序检测电路。

背景技术

工业领域中，存在大量需要检测三相380V供电电源相序的应用场合。传统的检测电路存在电路复杂，元器件多，强弱电不隔离等缺点。现有相序信号检测的集成电路价格高，有的芯片缺少隔离。这些缺点增加了三相电源相序检测的难度，提高的电路的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种三相电压相序检测电路，强弱电完全隔离，强电侧不需要额外的辅助电源供电，所用元件少，可满足大多三相电源相序检测之应用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种三相电压相序检测电路，包括信号输入电路，所述信号输入电路与触发信号产生电路连接，触发信号产生电路产生的信号一部分经过信号调理电路调理后输入相序判断电路，另一部分输入相序判断电路；所述信号调理电路用于调理信号边沿，所述相序判断电路通过输入信号判断三相电压的相序。

所述触发信号产生电路包括第一光电耦合器和第二光电耦合器，所述第一光电耦合器输出的信号输入信号调理电路，所述第二光电耦合器输出的信号输入相序判断电路。

所述信号输入电路包括A相输入端、B相输入端和C相输入端；

A相输入端与触发信号产生电路的第一输入端之间连接有二极管RB1，二极管RB1的负极连接触发信号产生电路的第一输入端，二极管RB1的负极与B相输入端之间并联二极管RB3和电阻R3；

B相输入端直接连接触发信号产生电路的第二输入端，同时，B相输入端与触发信号产生电路的第三输入端之间连接有二极管RB2，二极管RB2的负极连接触发信号产生电路的第三输入端，二极管RB2的负极与C相输入端之间并联二极管RB4和电阻R4；

C相输入端直接连接触发信号产生电路的第四输入端。

所述信号输入电路还包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1串接在A相输入端和二极管RB1之间，电阻R2串接在B相输入端和二极管RB2之间，通过调节电阻R1和电阻R2的阻值调节电路所能检测的电压范围。

所述相序判断电路采用D触发器，触发信号产生电路产生的一部分信号经过信号调理电路调理后的信号输入D触发器的时钟信号端，触发信号产生电路产生的另一部分信号输入D触发器的输入端。

所述信号调理电路采用电压比较器，电压比较器的正输入端连接所述触发信号产生电路的一个输出端，同时电压比较器的正输入端与输出端之间并联电容C2和电阻R8，电压比较器的输出端连接电阻R10后接电源，电压比较器的输出端还连接电阻R11的一端，另一端直接接相序判断电路的同时也连接电容C4后接地；

电压比较器的负输入端连接电阻R7后接电源，电压比较器的负输入端与地之间还并联有电容C1和电阻R9；

电压比较器的一个控制端连接电源，另一个控制端接地的同时连接电容C3后接电源。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种光电耦合器和D触发器组成的用于检测三相高压电源的相序的电路，利用三相电源电压控制光电耦合器的导通和关断，从而产生方波时钟信号。此电路将强弱电完全隔离，强电侧不需要额外的辅助电源供电，原理清晰明了，所用元件少，可满足大多三相电源相序检测之应用。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构图；

图2为工作原理图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，一种三相电压相序检测电路，包括信号输入电路，信号输入电路与触发信号产生电路连接，触发信号产生电路产生的信号一部分经过信号调理电路调理后输入相序判断电路，另一部分输入相序判断电路；信号调理电路用于调理信号边沿，相序判断电路通过输入信号判断三相电压的相序。

触发信号产生电路包括第一光电耦合器KF1和第二光电耦合器KF2，第一光电耦合器KF1输出的信号输入信号调理电路，第二光电耦合器KF2输出的信号输入相序判断电路。

信号输入电路包括A相输入端、B相输入端和C相输入端；

A相输入端与触发信号产生电路的第一输入端(第一光电耦合器KF1的一个输入端)之间连接有二极管RB1，二极管RB1的负极连接触发信号产生电路的第一输入端，二极管RB1的负极与B相输入端之间并联二极管RB3和电阻R3；

B相输入端直接连接触发信号产生电路的第二输入端(第一光电耦合器KF1的另一个输入端)，同时，B相输入端与触发信号产生电路的第三输入端(第二光电耦合器KF2的一个输入端)之间连接有二极管RB2，二极管RB2的负极连接触发信号产生电路的第三输入端，二极管RB2的负极与C相输入端之间并联二极管RB4和电阻R4；

C相输入端直接连接触发信号产生电路的第四输入端(第二光电耦合器KF2的另一个输入端)。

信号输入电路还包括电阻R1和电阻R2，电阻R1串接在A相输入端和二极管RB1之间，电阻R2串接在B相输入端和二极管RB2之间，通过调节电阻R1和电阻R2的阻值调节电路所能检测的电压范围。

相序判断电路采用D触发器CD4013，触发信号产生电路产生的一部分信号(第一光电耦合器KF1产生的信号)经过信号调理电路调理后的信号输入D触发器的时钟信号端(CLK端)，触发信号产生电路产生的另一部分信号(第二光电耦合器KF2产生的信号)输入D触发器的输入端(D端)。

信号调理电路采用电压比较器LM393N，电压比较器的正输入端连接触发信号产生电路的一个输出端，同时电压比较器的正输入端与输出端之间并联电容C2和电阻R8，电压比较器的输出端连接电阻R10后接电源，电压比较器的输出端还连接电阻R11的一端，另一端直接接相序判断电路的同时也连接电容C4后接地；

电压比较器的负输入端连接电阻R7后接电源，电压比较器的负输入端与地之间还并联有电容C1和电阻R9；

电压比较器的一个控制端连接电源，另一个控制端接地的同时连接电容C3后接电源。

触发信号输出D触发器的CLK引脚，根据三相电压的相序特性，在D触发器触发时，D端口的输入因相序不同输出0或1信号，以此判断出三相电压相序。

在实际应用中，由于光电耦合器的线性区影响，和电流限制，电路所能检测的电压范围存在上下限。调节R1和R2的阻值可以调节电路所能检测的电压范围。应根据R1和R2的功耗合理的选择电阻功率。

由图1可知

三相电压为 $\left\{\begin{array}{c}{U}_A=U_{pk}cos\mathrm{\ω}t\\ U_B=U_{pk}(cos\mathrm{\ω}t-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ U_C=U_{pk}(\cos \mathrm{\ω}t-\frac{4\mathrm{\π}}{3})\end{array}\right.$

则 $\left\{\begin{array}{c}{U}_{AB}=U_A-U_B=\frac{\sqrt{3}}{2}{U}_{pk}\sin \left(\mathrm{\ω}t+\frac{2\mathrm{\π}}{3}\right)\\ U_{BC}=U_B-U_C=\frac{\sqrt{3}}{2}{U}_{pk}\sin \mathrm{\ω}t\end{array}\right.,\left\{\begin{array}{c}{U}_{AC}=U_A-U_C=\frac{\sqrt{3}}{2}{U}_{pk}\sin \left(\mathrm{\ω}t+\frac{\mathrm{\π}}{3}\right)\\ U_{CB}=U_C-U_B=\frac{\sqrt{3}}{2}{U}_{pk}\sin \left(\mathrm{\ω}t+\mathrm{\π}\right)\end{array}\right.$

可知U1与U2的相序相差任意调换两相电压相序，U1和U2的电压相序差在正负间切换。

所以用U1做D触发器的CLK信号，U2做D触发器输入信号。如附图2所示，在两种三相相序下，U2电压在U1上升沿处一种是高电平，一种是低电平。依此可以区分三相电压的两种相序。

由于光耦线性区的影响，U1和U2的边沿变化速度很慢。作为CLK信号的U1，边缘跳变过慢，影响触发器触发动作的稳定，因此加入滞回比较器调理信号边沿。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种三相电压相序检测电路，其特征是，包括信号输入电路，所述信号输入电路与触发信号产生电路连接，触发信号产生电路产生的信号一部分经过信号调理电路调理后输入相序判断电路，另一部分输入相序判断电路；所述信号调理电路用于调理信号边沿，所述相序判断电路通过输入信号判断三相电压的相序。

2.如权利要求1所述的一种三相电压相序检测电路，其特征是，所述触发信号产生电路包括第一光电耦合器和第二光电耦合器，所述第一光电耦合器输出的信号输入信号调理电路，所述第二光电耦合器输出的信号输入相序判断电路。

3.如权利要求1所述的一种三相电压相序检测电路，其特征是，所述信号输入电路包括A相输入端、B相输入端和C相输入端；

A相输入端与触发信号产生电路的第一输入端之间连接有二极管RB1，二极管RB1的负极连接触发信号产生电路的第一输入端，二极管RB1的负极与B相输入端之间并联二极管RB3和电阻R3；

B相输入端直接连接触发信号产生电路的第二输入端，同时，B相输入端与触发信号产生电路的第三输入端之间连接有二极管RB2，二极管RB2的负极连接触发信号产生电路的第三输入端，二极管RB2的负极与C相输入端之间并联二极管RB4和电阻R4；

C相输入端直接连接触发信号产生电路的第四输入端。

4.如权利要求3所述的一种三相电压相序检测电路，其特征是，所述信号输入电路还包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1串接在A相输入端和二极管RB1之间，电阻R2串接在B相输入端和二极管RB2之间，通过调节电阻R1和电阻R2的阻值调节电路所能检测的电压范围。

5.如权利要求1所述的一种三相电压相序检测电路，其特征是，所述相序判断电路采用D触发器，触发信号产生电路产生的一部分信号经过信号调理电路调理后的信号输入D触发器的时钟信号端，触发信号产生电路产生的另一部分信号输入D触发器的输入端。

6.如权利要求1所述的一种三相电压相序检测电路，其特征是，所述信号调理电路采用电压比较器，电压比较器的正输入端连接所述触发信号产生电路的一个输出端，同时电压比较器的正输入端与输出端之间并联电容C2和电阻R8，电压比较器的输出端连接电阻R10后接电源，电压比较器的输出端还连接电阻R11的一端，另一端直接接相序判断电路的同时也连接电容C4后接地；

电压比较器的负输入端连接电阻R7后接电源，电压比较器的负输入端与地之间还并联有电容C1和电阻R9；

电压比较器的一个控制端连接电源，另一个控制端接地的同时连接电容C3后接电源。