CN219162251U

CN219162251U - 一种三相电源检测电路及电焊机

Info

Publication number: CN219162251U
Application number: CN202223419329.0U
Authority: CN
Inventors: 张晓东; 杨江民
Original assignee: Guangdong Welltech Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Welltech Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-20
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2023-06-09
Anticipated expiration: 2032-12-20

Abstract

一种三相电源检测电路及电焊机。其中，该三相电源检测电路包括三个电源输入端、焊接功率回路模块、三个电容、公共节点、电压感应器件、电平转换模块和电压比较模块；三个电源输入端分别用于连接三相电，焊接功率回路模块分别与三个电源输入端电连接；三个电容的一端均分别与三个电源输入端电连接，三个电容的另一端均与公共节点电连接，公共节点、电压感应器件和接地端顺次电连接，电压感应器件的两端均与电平转换模块电连接，电平转换模块的输出端与电压比较模块电连接，电平转换模块用于对电压感应器件上的电压信号进行电平转换，电压比较模块用于将电平转换后的信号与阈值信号进行比较。本实用新型电路结构简单，且成本低。

Description

一种三相电源检测电路及电焊机

技术领域

本实用新型涉及电焊机技术领域，尤其是一种三相电源检测电路及电焊机。

背景技术

电焊机一般采用三相电供电，当三相电缺相或者不平衡时，会影响焊接性能、降低焊机可靠性，甚至有触电的风险。因此，现有的电焊机一般都会有相应的检测功能，常规的检测电路采用检测电流的方法，即在每相电上加装高精度电流传感器，检测三相电流大小是否一样，进而来判断是否缺相或不平衡。这种方案需要复杂的判断电路，而且成本较高。当然也可以通过检测电压的方式来判断是否缺相或不平衡，但同样需要复杂的判断电路，并且直接检测电压会有高电压触电的风险，通过电压传感器或其他电路隔离后又会造成电路更加复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种三相电源检测电路及电焊机，电路结构简单，且成本低。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，本实用新型的实施例提供一种三相电源检测电路，包括三个电源输入端、焊接功率回路模块、三个电容、公共节点、电压感应器件、电平转换模块和电压比较模块；三个电源输入端分别用于连接三相电，所述焊接功率回路模块分别与三个电源输入端电连接；三个电容的一端均分别与三个电源输入端电连接，三个电容的另一端均与公共节点电连接，所述公共节点、电压感应器件和接地端顺次电连接，所述电压感应器件的两端均与电平转换模块电连接，所述电平转换模块的输出端与电压比较模块电连接，所述电平转换模块用于对电压感应器件上的电压信号进行电平转换，所述电压比较模块用于将电平转换后的信号与阈值信号进行比较。

在一些实施例中，所述电压感应器件为电阻或电感。

在一些实施例中，所述电压感应器件为第一变压器，所述第一变压器的两个输入端分别与公共节点和接地端电连接，所述第一变压器的两个输出端均与电平转换模块电连接。

在一些实施例中，所述电平转换模块包括运算放大器，所述电压感应器件的一端、电阻R2和运算放大器的正向输入端顺次电连接，所述电压感应器件的另一端、电阻R3和运算放大器的正向输入端顺次电连接，所述电压感应器件的另一端和电阻R3的中间节点接地；所述运算放大器的负向输入端、电阻R4和接地端顺次电连接，电阻R5的两端分别与运算放大器的负向输入端和运算放大器的输出端电连接。

在一些实施例中，所述电压比较模块包括比较器，直流电源、电阻R6、电阻R7和接地端顺次电连接，电阻R6和电阻R7的中间节点与比较器的负向输入端电连接，比较器的正向输入端与电平转换模块的输出端电连接。

在一些实施例中，所述焊接功率回路模块包括第一电容、第二电容、第一IGBT、第二I GBT、第三IGBT、第四IGBT和第二变压器，第一电容的两端分别与第一IGBT的集电极和第三IGBT的发射极电连接，第一IGBT的集电极与第二IGBT的集电极电连接，第一IGBT的发射极与第三IGBT的集电极电连接，第二IGBT的发射极与第四IGBT的集电极电连接，第三IGBT的发射极与第四IGBT的发射极电连接；第二I GBT的发射极与第四IGBT的集电极的中间节点与第二变压器的一个输入端电连接，第一IGBT的发射极与第三I GBT的集电极的中间节点、第二电容和第二变压器的另一个输入端顺次电连接。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型的实施例提供一种电焊机，包括上述第一方面任一项所述的三相电源检测电路。

本实用新型至少具有如下有益效果：当三相电出现缺相或三相不平衡时，公共节点处的电位不为零，会有一个交变的电流流过电压感应器件，交变的电流在电压感应器件上会产生感应电动势，通过检测该感应电动势，电平转换模块将该电压信号进行电平转换，最后由电压比较模块将电平转换后的信号与阈值信号进行比较，以判断出三相电是否出现缺相或三相不平衡程度；因此，相比于传统的检测方式，本实用新型的电路结构简单，且成本低。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的三相电源检测电路的电路模块示意图；

图2为本实用新型另一种实施例的三相电源检测电路的电路结构示意图；

图3为本实用新型另一种实施例的三相电源检测电路的电路结构示意图；

图4为本实用新型另一种实施例的三相电源检测电路的电路结构示意图；

图5为本实用新型一种实施例的电平转换模块和电压比较模块的电路结构示意图。

其中，附图标记为：焊接功率回路模块100，电压感应器件200，电平转换模块300，电压比较模块400。

具体实施方式

本公开提供以下参照附图的描述来帮助全面理解如权利要求及其等同物所限定的本公开的各种实施例。描述包括各种具体细节以帮助理解，但这些细节应被视为只是示范性的。因此，本领域普通技术人员将会认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，能够对本文描述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，可省略对公开的功能和构造的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和字词不受限于字面含义，而只是被发明人用来使得能够对于本公开有清楚且一致的理解。因此，本领域技术人员应当清楚，提供以下对本公开的各种实施例的描述只是为了说明，而不是为了限制如所附权利要求及其等同物所限定的本公开。

本公开的各种实施例中使用的术语“具有”、“可具有”、“包括”或“可包括”指示公开的相应功能、操作、元素等等的存在，但不限制额外的一个或多个功能、操作、元素等等。此外，应当理解，本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“具有”是要指示说明书中描述的特征、数字、操作、元素、部件或者其组合的存在，但并不排除一个或多个其他特征、数字、操作、元素、部件或其组合的存在或添加。

应理解，当一元素(例如，第一元素)与另一元素(例如，第二元素)“连接”时，该元素可直接与另一元素连接，或者在该元素和另一元素之间可以有居间的元素(例如，第三元素)。

本实用新型的实施例提供一种三相电源检测电路，如图1所示，包括三个电源输入端、焊接功率回路模块100、三个电容、公共节点、电压感应器件200、电平转换模块300和电压比较模块400。三个输入端分别为U端口、V端口和W端口，三个电源输入端分别用于连接三相电，焊接功率回路模块100分别与三个电源输入端电连接，三个电容分别为C1、C2和C3，三个电容的一端均分别与三个电源输入端电连接，三个电容的另一端(彼此相连的那端)均与公共节点电连接，公共节点、电压感应器件200和接地端顺次电连接，电压感应器件200的两端均与电平转换模块300电连接，电平转换模块300的输出端与电压比较模块400电连接。当三相电出现缺相或三相不平衡时，公共节点处的电位不为零，会有一个交变的电流流过电压感应器件200，交变的电流在电压感应器件200上会产生感应电动势，电平转换模块300检测该感应电动势，并用于对电压感应器件200上的电压信号进行电平转换，电压比较模块400用于将电平转换后的信号与阈值信号进行比较，根据电压比较模块400的输出信号就可以判断出三相电是否出现缺相或三相不平衡程度。

在一些实施例中，如图2所示，电压感应器件为电阻R1。当出现缺相或三相不平衡时，电容C1、C2和C3的公共端的电位不为0，会有电流流过电阻R1，电流在电阻R1上会产生电动势E。通过检测该电动势E，可以判断三相电是否缺相或不平衡的具体情况。

在一些实施例中，如图3所示，电压感应器件为电感L。当出现缺相或三相不平衡时，电容C1、C2和C3的公共端的电位不为0，会有一个交变的电流流过电感L，交变的电流在电感L上会产生感应电动势E。通过检测该电动势E，可以判断三相电是否缺相或不平衡的具体情况。

在一些实施例中，如图4所示，电压感应器件为第一变压器，第一变压器的两个输入端分别与公共节点和接地端电连接，第一变压器的两个输出端均与电平转换模块电连接。当出现缺相或三相不平衡时，电容C1、C2和C3的公共端的电位不为0，会有一个交变的电流流过第一变压器，第一变压器可以将该信号进行放大，便于后续的电平转换和比较。

在一些实施例中，如图5所示，电平转换模块包括运算放大器，电压感应器件的一端、电阻R2和运算放大器的正向输入端顺次电连接，电压感应器件的另一端、电阻R3和运算放大器的正向输入端顺次电连接，电压感应器件的另一端和电阻R3的中间节点接地；运算放大器的负向输入端、电阻R4和接地端顺次电连接，电阻R5的两端分别与运算放大器的负向输入端和运算放大器的输出端电连接。电动势信号经过同相比例运算后转换为相应的电平。

在一些实施例中，如图5所示，电压比较模块包括比较器，直流电源VCC、电阻R6、电阻R7和接地端顺次电连接，电阻R6和电阻R7的中间节点与比较器的负向输入端电连接，比较器的正向输入端与电平转换模块的输出端电连接。电阻R6和电阻R7形成分压电路，直流电源VCC的具体电压值、电阻R6和电阻R7的具体阻值由本领域技术人员根据实际情况确定。当电平转换后的信号比阈值电压大时，说明三相电的状态发生了缺相或不平衡的变化。当电平转换后的信号比阈值电压小时，可以认为不平衡度较小，是工作正常的状态。

在一些实施例中，如图2所示，焊接功率回路模块包括第一电容C1、第二电容C2、第一I GBT(图2中的Q1)、第二I GBT(图2中的Q2)、第三IGBT(图2中的Q3)、第四IGBT(图2中的Q4)和第二变压器，第一电容的两端分别与第一IGBT的集电极和第三IGBT的发射极电连接，第一IGBT的集电极与第二IGBT的集电极电连接，第一IGBT的发射极与第三I GBT的集电极电连接，第二I GBT的发射极与第四IGBT的集电极电连接，第三I GBT的发射极与第四I GBT的发射极电连接；第二I GBT的发射极与第四I GBT的集电极的中间节点与第二变压器的一个输入端电连接，第一I GBT的发射极与第三I GBT的集电极的中间节点、第二电容和第二变压器的另一个输入端顺次电连接。由此，焊接功率回路模块形成全桥逆变电路，由于全桥逆变电路已属于电焊机中的常规电路，对其原理在此不再赘述。

本实用新型的实施例还提供一种电焊机，包括上述任一实施例的三相电源检测电路。有关三相电源检测电路的具体说明可参考上述实施例，在此不再赘述。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims

1.一种三相电源检测电路，其特征在于：包括三个电源输入端、焊接功率回路模块、三个电容、公共节点、电压感应器件、电平转换模块和电压比较模块；三个电源输入端分别用于连接三相电，所述焊接功率回路模块分别与三个电源输入端电连接；三个电容的一端均分别与三个电源输入端电连接，三个电容的另一端均与公共节点电连接，所述公共节点、电压感应器件和接地端顺次电连接，所述电压感应器件的两端均与电平转换模块电连接，所述电平转换模块的输出端与电压比较模块电连接，所述电平转换模块用于对电压感应器件上的电压信号进行电平转换，所述电压比较模块用于将电平转换后的信号与阈值信号进行比较。

2.根据权利要求1所述的三相电源检测电路，其特征在于：所述电压感应器件为电阻或电感。

3.根据权利要求1所述的三相电源检测电路，其特征在于：所述电压感应器件为第一变压器，所述第一变压器的两个输入端分别与公共节点和接地端电连接，所述第一变压器的两个输出端均与电平转换模块电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的三相电源检测电路，其特征在于：所述电平转换模块包括运算放大器，所述电压感应器件的一端、电阻R2和运算放大器的正向输入端顺次电连接，所述电压感应器件的另一端、电阻R3和运算放大器的正向输入端顺次电连接，所述电压感应器件的另一端和电阻R3的中间节点接地；所述运算放大器的负向输入端、电阻R4和接地端顺次电连接，电阻R5的两端分别与运算放大器的负向输入端和运算放大器的输出端电连接。

5.根据权利要求1-3任一项所述的三相电源检测电路，其特征在于：所述电压比较模块包括比较器，直流电源、电阻R6、电阻R7和接地端顺次电连接，电阻R6和电阻R7的中间节点与比较器的负向输入端电连接，比较器的正向输入端与电平转换模块的输出端电连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的三相电源检测电路，其特征在于：所述焊接功率回路模块包括第一电容、第二电容、第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT和第二变压器，第一电容的两端分别与第一IGBT的集电极和第三IGBT的发射极电连接，第一IGBT的集电极与第二IGBT的集电极电连接，第一IGBT的发射极与第三IGBT的集电极电连接，第二IGBT的发射极与第四IGBT的集电极电连接，第三IGBT的发射极与第四IGBT的发射极电连接；第二IGBT的发射极与第四IGBT的集电极的中间节点与第二变压器的一个输入端电连接，第一IGBT的发射极与第三IGBT的集电极的中间节点、第二电容和第二变压器的另一个输入端顺次电连接。

7.一种电焊机，其特征在于：包括如权利要求1-6任一项所述的三相电源检测电路。