CN207557357U - 一种三相输入电源缺相检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三相输入电源缺相检测电路，包括信号转换电路、自锁电路以及输出电路，信号转换电路用于将三相电源输入电压转换为电平信号；自锁电路用于将高电平信号锁死；输出电路用于输出电平信号；信号转换电路的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路输入端，所述自锁电路的输出端连接输出电路的输入端。当三相电压输入正常，输出电路输出低电平；如果外部三相交流电的三相电压中任意一相电压发生掉电或缺相时，输出电路持续输出高电平并锁死，通过观察输出电路的输出电平信号检测电源缺相与否。本实用新型电路简单、检测快速、准确可靠、抗干扰能力强，具有很好的应用前景。

Description

一种三相输入电源缺相检测电路

技术领域

本实用新型涉及电路检测领域，具体涉及一种三相输入电源的缺相检测电路。

背景技术

由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，开关电源有时会出现缺相运行的情况，且缺相运行不易被发现。当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会因严重过流而损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。

检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路，由于电流互感器成本高、体积大，故在开关电源中一般采用电子缺相保护电路。而一般的电子缺相保护电路较复杂，需其它装置配合使用，成本较高，且可靠性不高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种三相输入电源的缺相检测电路，该电路结构简单、检测快速、准确可靠、抗干扰能力强。

为实现上述目的，本实用新型提供一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3，所述信号转换电路1用于将三相电源输入电压转换为电平信号；所述自锁电路2用于将高电平信号锁死；所述输出电路3用于输出电平信号；所述信号转换电路1的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路2输入端，所述自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，所述输出电路3包括光耦V4、二极管D5、电容C5以及电阻R18、R19，所述电阻R18一端连接12电源电压，其另一端连接光耦V4的阳极；光耦V4的集电极连接5V电源电压，其发射极经电容C5接地；电阻R19并联于电容C5两端；二极管D5阴极连接光耦V4阴极，其阳极连接自锁电路2的输出端。

具体地说，所述信号转换电路1包括支路A、B以及C，所述支路A包括光耦V1、二级管D1以及运算放大器U4，电阻R1一端连接三相电源的A相，其另一端经电阻R4连接光耦V1的阳极，光耦V1的集电极连接运算放大器U4同相输入端；所述二极管D1阳极连接光耦V1的阴极，其阴极连接光耦V1的阳极；所述支路B包括光耦V2、二级管D2以及运算放大器U3，电阻R2一端连接电源B相电压，其另一端经电阻R5连接光耦V2的阳极，光耦V2的集电极连接运算放大器U2同相输入端；所述二极管D2阳极连接光耦V2的阴极，其阴极连接光耦V2的阳极；所述支路C包括光耦V3、二级管D3以及运算放大器U3，电阻R3一端连接电源C相电压，其另一端经电阻R6连接光耦V3的阳极，光耦V3的集电极连接运算放大器U3同相输入端；所述二极管D3阳极连接光耦V3的阴极，其阴极连接光耦V3的阳极；光耦V1、V2、V3的阴极相连，电阻R7一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V1的集电极；电阻R8一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V2的集电极；电阻R9一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V3的集电极；电阻R10一端连接12V电源电压，其另一端经电阻R11接地，电容C1并联于电阻R11两端；所述运算放大器U4、U2、U3反相输入端均与电阻R10、R11之间的节点相连；电阻R12一端连接12V电源电压，其另一端经电容C2接地；所述运算放大器U4、U2、U3输出端均与电阻R12、电容C2之间的节点相连；所述运算放大器U4、U2、U3的输出端均连接自锁电路2的输入端。

具体地说，所述自锁电路2包括三极管Q1、运算放大器U1、二极管D4以及电容C3、C4，所述三极管Q1基极连接运算放大器U4、U2、U3的输出端，其集电极经R13连接12V电源电压，其发射极接地；所述运算放大器U1的反相输入端连接三极管Q1的集电极，其同相输入端经电阻R15连接12V电源电压、经电阻R16接地；所述电容C3一端连接运算放大器U1正供电端，其另一端接地；电容C4并联于电容C3两端；电阻R14一端连接运算放大器U1反相输入端，其另一端接地；电阻R17一端连接12V电源电压，其另一端连接运算放大器U1的输出端；二极管D4阳极连接运算放大器U1的输出端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端；运算放大器U1的输出端连接二极管D5的阳极。

由以上技术方案可知，本实用新型提供了一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路、自锁电路以及输出电路，信号转换电路的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路输入端，自锁电路的输出端连接输出电路的输入端；该电路结构简单，检验快速、准确，抗干扰能力强、稳定性较高。

附图说明

图1是本实用新型三相输入电源的缺相检测电路的示意图。

图2是本实用新型三相输入电源的缺相检测电路缺相时三极管Q1的基极电压波形图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的本实用新型的实施例，一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3，信号转换电路1用于将三相电源输入电压转换为电平信号；自锁电路2用于将高电平信号锁死；输出电路3用于输出电平信号；信号转换电路1的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路2输入端，自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，输出电路3包括光耦V4、稳压二极管D5、电容C5以及电阻R18、R19，电阻R18一端连接12电源电压，其另一端连接光耦V4的阳极；光耦V4的集电极连接5V电源电压，其发射极经电容C5接地；电阻R19并联于电容C5两端；稳压二极管D5阴极连接光耦V4的阴极，其阳极连接自锁电路2的输出端。

信号转换电路1包括支路A、B以及C，支路A包括光耦V1、二级管D1以及运算放大器U4，电阻R1一端连接三相电源的A相，其另一端经电阻R4连接光耦V1的阳极，光耦V1的集电极连接运算放大器U4同相输入端；二极管D1阳极连接光耦V1的阴极，其阴极连接光耦V1的阳极；支路B包括光耦V2、二级管D2以及运算放大器U3，电阻R2一端连接电源B相电压，其另一端经电阻R5连接光耦V2的阳极，光耦V2的集电极连接运算放大器U2同相输入端；二极管D2阳极连接光耦V2的阴极，其阴极连接光耦V2的阳极；支路C包括光耦V3、二级管D3以及运算放大器U3，电阻R3一端连接电源C相电压，其另一端经电阻R6连接光耦V3的阳极，光耦V3的集电极连接运算放大器U3同相输入端；二极管D3阳极连接光耦V3的阴极，其阴极连接光耦V3的阳极；光耦V1、V2、V3的阴极相连，电阻R7一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V1的集电极；电阻R8一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V2的集电极；电阻R9一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V3的集电极；电阻R10一端连接12V电源电压，其另一端经电阻R11接地，电容C1并联于电阻R11两端；运算放大器U4、U2、U3反相输入端均与电阻R10、R11之间的节点相连；电阻R12一端连接12V电源电压，其另一端经电容C2接地；运算放大器U4、U2、U3输出端均与电阻R12、电容C2之间的节点相连；所述运算放大器U4、U2、U3的输出端均连接自锁电路2的输入端。三条支路中光耦V1、V2、V3，可以将三相市电高电压和电源信号隔离，确保电路安全，还能提高电路的抗干扰能力。

自锁电路2包括三极管Q1、运算放大器U1、二极管D4以及电容C3、C4，三极管Q1基极连接运算放大器U4、U2、U3的输出端，其集电极经R13连接12V电源电压，其发射极接地；运算放大器U1的反相输入端连接三极管Q1的集电极，其同相输入端经电阻R15连接12V电源电压、经电阻R16接地；电容C3一端连接运算放大器U1正供电端，其另一端接地；电容C4并联于电容C3两端；电阻R14一端连接运算放大器U1的反相输入端，其另一端接地；电阻R17一端连接12V电源电压，其另一端连接运算放大器U1的输出端；二极管D4阳极连接运算放大器U1的输出端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端；运算放大器U1的输出端连接稳压二极管D5的阳极。

本实施例的工作原理如下：

当外部三相交流电正常时，光耦V1、光耦V1和光耦V1轮流导通，三极管Q1的基极一直为低电平，三极管Q1不导通，运算放大器U1的输出端为低电平，此时稳压二级管D5发挥稳压作用，光耦V4导通，其发射极即告警信号PH_FAULT为低电平。

外部三相交流电的三相电压中任一相电压发生掉电或缺相，三极管Q1的基极电压波形图，如图2所示。假设缺C相时，线电压只有U _AB，当U _AB在过零点附近，三个光耦均不导通，此时三极管Q1基极为高电平，三极管集电极和发射极导通，运算放大器U1的反相输入端为低电平，运算放大器U1的输出端为高电平，并通过二极管D4锁死，导致其输出端持续输出高电平，从而锁死告警信号PH_FAULT为高电平，断电、排除故障后，重新上电，电路正常，运算放大器U1输出低电平，告警信号PH_FAULT恢复为低电平。

通过观察告警信号PH_FAULT的电平信号，可以准确检测三相输入电源缺相与否。

通过本实施例的三相输入电源缺相检测电路，可以准确及时地检测三相电源缺相与否。相比一般的电子缺相保护电路，本实施例中的电路结构简单，造价低廉，无需其它装置、无需软件计算，而且具有检测快速、结果准确、可靠性高、抗干扰能力强的优点，具有很好的应用前景。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种三相输入电源缺相检测电路，其特征在于：包括信号转换电路(1)、自锁电路(2)以及输出电路(3)，所述信号转换电路(1)用于将三相电源输入电压转换为电平信号；所述自锁电路(2)用于将高电平信号锁死；所述输出电路(3)用于输出电平信号；所述信号转换电路(1)的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路(2)的输入端，所述自锁电路（2）的输出端连接输出电路（3）的输入端，所述输出电路（3）包括光耦V4、二极管D5、电容C5以及电阻R18、R19，所述电阻R18一端连接12电源电压，其另一端连接光耦V4的阳极；光耦V4的集电极连接5V电源电压，其发射极经电容C5接地；电阻R19并联于电容C5两端；二极管D5阴极连接光耦V4的阴极，其阳极连接自锁电路（2）的输出端。

2.根据权利要求1所述的三相输入电源缺相检测电路，其特征在于：所述信号转换电路（1）包括支路A、B以及C，所述支路A包括光耦V1、二级管D1以及运算放大器U4，电阻R1一端连接三相电源的A相，其另一端经电阻R4连接光耦V1的阳极，光耦V1的集电极连接运算放大器U4同相输入端；所述二极管D1阳极连接光耦V1的阴极，其阴极连接光耦V1的阳极；所述支路B包括光耦V2、二级管D2以及运算放大器U3，电阻R2一端连接电源B相电压，其另一端经电阻R5连接光耦V2的阳极，光耦V2的集电极连接运算放大器U2同相输入端；所述二极管D2阳极连接光耦V2的阴极，其阴极连接光耦V2的阳极；所述支路C包括光耦V3、二级管D3以及运算放大器U3，电阻R3一端连接电源C相电压，其另一端经电阻R6连接光耦V3的阳极，光耦V3的集电极连接运算放大器U3同相输入端；所述二极管D3阳极连接光耦V3的阴极，其阴极连接光耦V3的阳极；光耦V1、V2、V3的阴极相连，电阻R7一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V1的集电极；电阻R8一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V2的集电极；电阻R9一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V3的集电极；电阻R10一端连接12V电源电压，其另一端经电阻R11接地，电容C1并联于电阻R11两端；所述运算放大器U4、U2、U3反相输入端均与电阻R10、R11之间的节点相连；电阻R12一端连接12V电源电压，其另一端经电容C2接地；所述运算放大器U4、U2、U3输出端均与电阻R12、电容C2之间的节点相连；所述运算放大器U4、U2、U3的输出端均连接自锁电路（2）的输入端。

3.根据权利要求1所述的三相输入电源缺相检测电路，其特征在于：所述自锁电路（2）包括三极管Q1、运算放大器U1、二极管D4以及电容C3、C4，所述三极管Q1基极连接运算放大器U4、U2、U3的输出端，其集电极经R13连接12V电源电压，其发射极接地；所述运算放大器U1的反相输入端连接三极管Q1的集电极，其同相输入端经电阻R15连接12V电源电压、经电阻R16接地；所述电容C3一端连接运算放大器U1正供电端，其另一端接地；电容C4并联于电容C3两端；电阻R14一端连接运算放大器U1反相输入端，其另一端接地；电阻R17一端连接12V电源电压，其另一端连接运算放大器U1的输出端；二极管D4阳极连接运算放大器U1的输出端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端；运算放大器U1的输出端连接二极管D5的阳极。