CN208849447U - 一种缺相保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器三相输入缺相保护电路，包括：依次连接的降压输出电路、全桥整流滤波电路和缺相检测电路。缺相检测电路包括光耦传输电路和信号转换电路，信号转换电路对光耦传输电路输出的信号进行整形处理，依据整形处理所得信号判断是否缺相的。当输入缺相的情况下，缺相检测电路输出信号为脉冲波，此电路能够可靠检测出电源是否缺相，保证变频器可靠工作。

Description

一种缺相保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种电气设备保护电路，尤其是一种变频器缺相保护电路。

背景技术

由于变频器工作在复杂的工况中，有时会出现供电电源缺相的情况，这种情况如果不进行保护，有可能损坏变频器，本实用新型提出了一种具有缺相检测功能的电路，可应用于变频器进行硬件保护。

实用新型内容

本申请提供一种变频器三相输入缺相保护电路，包括：三相外电、依次连接的降压输出电路、全桥整流滤波电路和缺相检测电路。降压输出电路用于对三相外电进行降压，全桥整流滤波电路用于对整流及滤波处理的全桥整流滤波电路；缺相检测电路包括用于对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的信号转换电路。

进一步的，降压输出电路包括三条单相输入电路，每一路均由至少两只以上电阻串联组成，三相高压交流电压分别从串联的三路电阻头端输入，通过电阻的串联分压。

作为本实用新型的另一种技术方案，降压输出电路的每一路均由至少两只以上高压电容串联组成，三相高压交流电压分别从串联的三路高压电容头端输入，通过高压电容的串联分压。

进一步的，全桥整流滤波电路包括三个整流二极管、开关元件、第八电阻和第一电容，三个整流二极管相并联，第一电容并联在所述全桥整流滤波电路的输出端，开关元件和第八电阻串联在全桥整流滤波电路的正输出端。

进一步的，所述光耦传输电路包括第九电阻、光耦芯片和第二电容。光耦芯片包括发光二极管及三极管，发光二极管的正极连接全桥整流滤波电路的正输出端，负极连接到全桥整流滤波电路的负输出端；三极管的集电极与发射极之间并联第二电容，且集电极通过第九电阻与第一工作电压相连，发射极与地相连。

进一步的，信号转换电路包括晶体管、第十电阻、第十一电阻、第一电阻、第二电容和接口转换器。第十电阻的一端与光耦传输电路的输出端相连，另一端与所述晶体管的基极相连；晶体管的集电极一方面通过第一电阻连接到第二工作电压，另一方面与接口转换器相连，晶体管的发射极与地相连；第十一电阻和第二电容并联连接，一端连接到晶体管的发射极和第十电阻之间，另一端与所述晶体管的基极连接。

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，通过实时检测接口转换器的输出信号，可以迅速判断供电电源是否正常。这样，当输入缺相的情况下，接口转换器输出为脉冲波，可及时将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

附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

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。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本申请提供一种变频器三相输入缺相保护电路，包括：依次连接的降压输出电路a、全桥整流滤波电路b和缺相检测电路c。

降压输出电路a包括三条单相输入电路，其中每条单相输入电路上设置有两个电阻，例如，在R相输入电路上串联有电阻R2、R3，在S相输入电路上串联有电阻R3、R5，在T相输入电路上串联有电阻R4、R6。

全桥整流滤波电路b包括相并联的二极管D1、D2、D3组成的全桥整流子电路和第一电容C1、开关元件ZD1、第八电阻R8组成的滤波子电路，第一电容C1并联在全桥整流滤波电路b的输出端，开关元件ZD1和第八电阻R8串联在全桥整流滤波电路b的正输出端。二极管D1、D2、D3均选用BAV99型号。开关元件ZD1为稳压管。

缺相检测电路c包括光耦传输电路和信号转换电路。光耦传输电路包括第九电阻R9、光耦芯片U1和第二电容C2，用于对全桥整流滤波电路b输出的直流电进行信号传输。信号转换电路包括晶体管Q1、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一电阻R1、第二电容C2和接口转换器PL，用于对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。

光耦芯片U1的型号为PS2501-1L，包括发光二极管及三极管；发光二极管的正极连接全桥整流滤波电路b的正输出端，负极连接到全桥整流滤波电路b的负输出端；三极管的集电极与发射极之间并联第二电容C2，集电极通过第九电阻R9与第一工作电压+5V相连，发射极与地相连。

第十电阻R10的一端与光耦传输电路的输出端相连，另一端与所述晶体管Q1的基极相连。晶体管Q1的集电极一方面通过第一电阻R1连接到第二工作电压+5V，另一方面与接口转换器PL相连；晶体管Q1的发射极与地相连。第十一电阻R11和第二电容C2并联连接，一端连接到晶体管Q1的发射极和第十电阻R10之间，另一端与晶体管Q1的基极连接。晶体管Q1选用MMBT4401LT1G型号，接口转换器选用PL2303系列

在上述电路中：相互并联的二极管D1、D2、D3实现了将三相电源RST整流为直流电的功能，第一电容C1并联在全桥整流滤波电路b的输出端，因此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。

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，降压输出电路a输出端输出的电压一个工频周期内将有6个电压波头，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，光耦芯片U1两边是持续导通的，晶体管Q1集电极为低电平，经晶体管Q1反向输出后PL一直为高电平。

当三相输入电源缺相时，降压输出电路a输出端输出的电压一个工频周期只有2个电压波头且电压最低值为零，但由于有C1电容的存在，实际电压最低幅度为150V，因此整流后电压波动范围为150V-540V，当电压低于250V时，工作电流不足以使开关元件ZD1正常工作，开关元件ZD1反向截止，光耦芯片U1不导通，PL输出为低电平，因此三相外电输入缺相的情况下，PL输出为脉冲波。通过软件检测PL的状态，可以迅速判断供电电源是否正常，就可以判断三相输入电源是否缺相。

当三相电源正常工作时，桥式整流输出最大值540V时，光耦芯片U1的发光二极管的输入电流为：

I=U/(R2+R7+R8)≈2.7mA

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150V时，全桥整流滤波电路b上工作电流为：

I=U/( R2+R7+R8)≈0.75mA

此时开关元件ZD1反向截止，光耦芯片U1截止。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种缺相保护电路，包括三相外电，其特征在于：

还包括降压输出电路（a）、全桥整流滤波电路（b）和缺相检测电路（c），所述全桥整流滤波电路（b）分别连接所述降压输出电路（a）和缺相检测电路（c），所述三相外电由所述降压输出电路（a）输入，经降压后输入全桥整流滤波电路（b），经过整流及滤波处理后输出，送至后级的缺相检测电路（c），由缺相检测电路（c）输出信号判断是否缺相；

所述降压输出电路（a）包括三条单相输入电路；

所述全桥整流滤波电路（b）包括三个整流二极管（D1；D2；D3）、开关元件（ZD1）、第八电阻（R8）和第一电容（C1），三个所述整流二极管（D1；D2；D3）相并联，所述第一电容C1并联在所述全桥整流滤波电路（b）的输出端，所述开关元件（ZD1）和第八电阻（R8）串联在所述全桥整流滤波电路（b）的正输出端；

所述降压输出电路（a）每一路均由至少两只以上电阻串联组成，三相高压交流电压分别从串联的三路电阻头端输入，通过电阻的串联分压；

所述缺相检测电路（c）包括光耦传输电路和信号转换电路；

所述光耦传输电路包括第九电阻（R9）、光耦芯片（U1）和第二电容（C2），用于对所述全桥整流滤波电路（b）输出的直流电进行信号传输；

所述信号转换电路包括晶体管（Q1）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第一电阻（R1）、第二电容（C2）和接口转换器（PL），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。

2.根据权利要求1所述一种缺相保护电路，其特征在于：

所述光耦芯片（U1）包括发光二极管及三极管；

所述发光二极管的正极连接全桥整流滤波电路（b）的正输出端，负极连接到全桥整流滤波电路（b）的负输出端；

所述三极管的集电极与发射极之间并联所述第二电容（C2），所述集电极通过所述第九电阻（R9）与第一工作电压相连，所述发射极与地相连。

3.根据权利要求2所述一种缺相保护电路，其特征在于：

所述第十电阻（R10）的一端与光耦传输电路的输出端相连，另一端与所述晶体管（Q1）的基极相连；

所述晶体管（Q1）的集电极一方面通过所述第一电阻（R1）连接到第二工作电压，另一方面与所述接口转换器（PL）相连；所述晶体管（Q1）的发射极与地相连；

所述第十一电阻（R11）和第二电容（C2）并联连接，一端连接到所述晶体管（Q1）的发射极和所述第十电阻（R10）之间，另一端与所述晶体管（Q1）的基极连接。