CN2708552Y - 三相电源缺相逆相检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三相电源缺相逆相检测电路，包括主控电路、第一开关电路和第二开关电路；第一开关电路具有用于外接三相电源中二相电压的第一电压引入端与第二电压引入端，其输出端与所述主控电路的第一开关信号输入端连接；第二开关电路具有用于外接三相电源中二相电压的第三电压引入端与第四电压引入端，其输出端与所述主控电路的第二开关信号输入端连接；开关电路根据三相电压的变化产生脉冲信号提供给主控电路进行分析判断，结构简单，且能准确判断逆相时的相位差。
Description
【技术领域】：
本实用新型涉及一种用于三相电源的检测电路。
【背景技术】：
由于大功率的需要，很多设备都需要用三相电源来驱动，例如商用空调功率较大，其压缩机、风机、水泵等负载都需采用三相380V交流电源来驱动。但是由于三相电源经常会出现缺相、逆相等情形，对负载造成损坏。为了有效防止因为三相电源的缺相和逆相等原因导致压缩机、风机、水泵等负载的损坏，在设计控制器时，必须考虑对三相电源的缺相、逆相等情况进行有效检测。但现有技术中，对三相电源的负载的保护，在缺相失电均采用简单的断路保护，而对于逆相以及逆相的相位差无法进行判断，以便负载采取相应的防护措施。
【发明内容】：
本实用新型的发明目的就是要克服以上现有技术的不足，提供一种结构简单、有效判断三相电源缺、逆相的检测电路。
为此本实用新型提出了一种三相电源缺相逆相检测电路，包括主控电路、第一开关电路和第二开关电路；所述第一开关电路具有用于外接三相电源中二相电压的第一电压引入端与第二电压引入端，具有第一开关信号输出端与所述主控电路的第一开关信号输入端连接；所述第二开关电路具有用于外接三相电源中二相电压的第三电压引入端与第四电压引入端，具有第二开关信号输出端与所述主控电路的第二开关信号输入端连接。
上述的三相电源缺相逆相检测电路，优选方案是：所述第一开关电路包括第一光耦OPT1、第三分压电阻R3和第一开关三极管Q1、电压源，所述第一开关三极管集电极通过所述第三分压电阻与所述电压源连接，其发射极接地，基极连接所述光耦OPT1射极输出端；所述光耦OPT1集电极输出端连接于所述电压源；所述第一开关三极管集电极与第三分压电阻的共接点P0连接所述主控电路。所述第二开关电路包括第二光耦OPT2、第六分压电阻R6和第二开关三极管Q2、电压源，所述第二开关三极管集电极通过所述第六分压电阻与电压源连接，其发射极接地，基极连接所述光耦OPT2射极输出端；所述光耦OPT2集电极输出端连接于所述电压源；所述第二开关三极管集电极与第六分压电阻的共接点P1连接所述主控电路。电路还包括第二分压电阻R2，连接于所述光耦OPT1射极输出端与第一开关三极管Q1基极之间；所述第二开关电路还包括第五分压电阻R5，连接于所述光耦OPT2射极输出端与第二开关三极管Q2的基极之间。
上述的三相电源缺相逆相检测电路，另一方案是：所述第一开关电路包括第一光耦OPT1、第三分压电阻R3和电压源，所述第三分压电阻串接于电压源与所述第一光耦OPT1集电极输出端之间；所述第一光耦OPT1射极输出端间接或直接接地；所述第一光耦OPT1集电极输出端P0连接所述主控电路第一开关信号输入端。所述第二开关电路包括第二光耦OPT2、第六分压电阻R6和电压源，所述第六分压电阻串接于电压源与所述第二光耦OPT2集电极输出端之间；所述第二光耦OPT2射极输出端间接或直接接地；所述第二光耦OPT2集电极输出端P1连接所述主控电路第二开关输入信号端。所述第一开关电路还包括第二分压电阻R2，连接于所述第一光耦OPT1射极输出端与地之间；所述第二开关电路还包括第五分压电阻R5，连接于所述第二光耦OPT2射极输出端与地之间。
上述各方案的三相电源缺相逆相检测电路，所述第一开关电路还包括第一二极管D1，与所述第一光耦输入端的导通方向相反跨接于所述第一光耦OPT1输入端之间；所述第二开关电路还包括第二二极管D2，与所述第二光耦输入端的导通方向相反跨接于所述第二光耦OPT2输入端之间。所述第一开关电路还包括第一电压引入端分压电阻R1，其一端用于引出所述第一电压引入端，另一端共接于所述第一二极管D1与光耦OPT1输入端的共接点；还包括第二电压引入端分压电阻R4，其一端用于引出所述第二电压引入端，另一端连接于所述第一二极管D1与光耦OPT1输入端的另一共接点。
由于采取以上技术方案，本实用新型的有益效果是：仅需增设开关电路根据三相电压的变化产生脉冲信号提供给主控电路进行分析判断，结构简单，且能准确判断逆相时的相位差。
开关电路仅以光耦、开关管组成，结构简单，成本低，实现易；主控电路可以直接采用被保护负载中的单片机等，将本实用新型作为负载的标准配备，几乎不会影响到设备成本，而其性能可以大大提高。
【附图说明】：
图1是本实用新型的优选实施例原理图；
图2是图1优选实施例的开关电路产生的波形图；
图3是本实用新型优选实施例缺相逆相分析流程示意图；
图4是本实用新型的实施例二的电路原理图。
【具体实施方式】：
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
图1所示是本实用新型的优选实施例，包括第一开关电路、第二开关电路和主控电路，主控电路采用MCU；第一开关电路包括第一光耦OPT1、第三分压电阻R3和第一开关三极管Q1、+5V电压源，第一开关三极管集电极通过第三分压电阻与电压源连接，其发射极接地，基极连接光耦OPT1射极输出端；光耦OPT1集电极输出端连接于电压源；第一开关三极管集电极与第三分压电阻的共接点P0连接主控电路第一开关信号输入端。第二开关电路包括第二光耦OPT2、第六分压电阻R6和第二开关三极管Q2、电压源，第二开关三极管集电极通过所述第六分压电阻与电压源连接，其发射极接地，基极连接所述光耦OPT2射极输出端；光耦OPT2集电极输出端连接于所述电压源；所述第二开关三极管集电极与第六分压电阻的共接点P1连接主控电路第二开关信号输入端。第一开关电路还包括第二分压电阻R2，连接于光耦OPT1射极输出端与第一开关三极管Q1基极之间；第二开关电路还包括第五分压电阻R5，连接于光耦OPT2射极输出端与第二开关三极管Q2的基极之间。
第一开关电路还包括第一二极管D1，与第一光耦输入端的导通方向相反跨接于第一光耦OPT1输入端之间；第二开关电路还包括第二二极管D2，与第二光耦输入端的导通方向相反跨接于第二光耦OPT2输入端之间。第一开关电路还包括第一电压引入端分压电阻R1，其一端用于引出第一电压引入端，另一端共接于所述第一二极管D1与光耦OPT1输入端的共接点；还包括第二电压引入端分压电阻R4，其一端用于引出第二电压引入端，另一端连接于第一二极管D1与光耦OPT1输入端的另一共接点。第二光耦OPT2的二个输入端分别为第二开关电路的第三电压输入端、第四电压输入端，而且第三电压输入端与第一开关电路的第二电压输入端共接。这样，本例实际上只须三个电压输入端，分别引入三相电压进行检测。
图2是上述优选实施例所产生的波形图。电路中的三个电压输入端分别接入三相电源的U、V、W三相，利用U、V、W三相之间的电压之差，来确定三相电源的三相电源是否出现缺相和逆相。
MCU对开关电路产生的脉冲进行分析，其流程如图3所示。具体的工作原理如下：
当端子U的电压高于端子W的电压时，光耦OPT1导通，其对应的三极管也被打开，P0的电平被三极管强拉到低电平；否则，光耦OPT1关断，其对应的三极管也被关断，P0的电平被电阻强上拉到高电平。同样，端子W与端子V的电压差，将影响P1的电平发生相同的变化。
当电源的U、V、W三相的对应U、V、W的三个端子正确接入时，P0、P1处的电平的变化将图2-2图所示：P0的下降沿到P1最近的上升沿，相位相差60°，当电源的频率为50Hz时，在时间上相差约3.3ms。
当三相电源的V、W相交叉时，P0、P1处的电平的变化将图2-3图所示：P0的下降沿到P1最近的上升沿，相位相差300°，当电源的频率为50Hz时，在时间上相差约16.7ms。
当三相电源的U、V相交叉时，P0、P1处的电平的变化将图2-4图所示：P0的下降沿到P1最近的上升沿，相位相差300°，当电源的频率为50Hz时，在时间上相差约16.7ms。
当三相电源的W相缺相时，P0、P1处的电平的变化将图2-5图所示：P0的下降沿到P1最近的上升沿，相位相差360°，当电源的频率为50Hz时，在时间上相差约20ms。
当三相电源的U相缺相时，P0的电平将不发生变化，一直保持为高电平；当三相电源的W相缺相时，P1的电平将不发生变化，一直保持为高电平。如果有两相缺相，则P0、P1都一直保持为高电平。
在进行三相电源的缺相、逆相检测时，我们只需MCU用2个普通I/O对P0、P1的电平转换情况进行检测，就可判断三相电源是否出现缺相、逆相。该电路在检测时，不需要电源的零线。
图4是本实用新型的实施例二，在本例中，不需要上例的后级三极管，第一开关电路的第一光耦OPT1集电极输出端与电压源之间串接第三分压电阻R3，射极输出端与地之间串接第二分压电阻R2，引出端P0从第一光耦OPT1集电极输出端引出接至主控电路第一开关信号输入端。同理，第二开关电路的第二光耦OPT2集电极输出端与电压源之间串接第六分压电阻R6，第五分压电阻R5串接于射极输出端与地之间，引出端P1从第二光耦OPT2集电极输出端引出接至主控电路第二开关信号输入端。主控电路根据检测到P0、P1的波形，进行分析判断出三相电源的缺相逆相情况。在本例中R2、R5也可以省略，这样电路会更加简单。
Claims (10)
1、一种三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：包括主控电路、第一开关电路和第二开关电路；所述第一开关电路具有用于外接三相电源中二相电压的第一电压引入端与第二电压引入端，具有第一开关信号输出端与所述主控电路的第一开关信号输入端连接；所述第二开关电路具有用于外接三相电源中二相电压的第三电压引入端与第四电压引入端，具有第二开关信号输出端与所述主控电路的第二开关信号输入端连接。
2、如权利要求1所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第一开关电路包括第一光耦(OPT1)、第三分压电阻(R3)和第一开关三极管(Q1)、电压源，所述第一开关三极管集电极通过所述第三分压电阻与所述电压源连接，其发射极接地，基极连接所述光耦(OPT1)射极输出端；所述光耦(OPT1)集电极输出端连接于所述电压源；所述第一开关三极管(Q1)集电极输出端与第三分压电阻的共接点(P0)连接所述主控电路第一开关信号输入端。
3、如权利要求1或2所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第二开关电路包括第二光耦(OPT2)、第六分压电阻(R6)和第二开关三极管(Q2)、电压源，所述第二开关三极管集电极通过所述第六分压电阻与电压源连接，其发射极接地，基极连接所述光耦(OPT2)射极输出端；所述光耦(OPT2)集电极输出端连接于所述电压源；所述第二开关三极管(Q2)集电极与第六分压电阻的共接点(P1)连接所述主控电路第二开关信号输入端。
4、如权利要求1所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第一开关电路包括第一光耦(OPT1)、第三分压电阻(R3)和电压源，所述第三分压电阻串接于电压源与所述第一光耦(OPT1)集电极输出端之间；所述第一光耦(OPT1)射极输出端间接或直接接地；所述第一光耦(OPT1)集电极输出端(P0)连接所述主控电路第一开关信号输入端。
5、如权利要求1或4所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第二开关电路包括第二光耦(OPT2)、第六分压电阻(R6)和电压源，所述第六分压电阻串接于电压源与所述第二光耦(OPT2)集电极输出端之间；所述第二光耦(OPT2)射极输出端间接或直接接地；所述第二光耦(OPT2)集电极输出端(P1)连接所述主控电路第二开关信号输入端。
6、如权利要求3所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第一开关电路还包括第一二极管(D1)，与所述第一光耦输入端的导通方向相反跨接于所述第一光耦(OPT1)输入端之间；所述第二开关电路还包括第二二极管(D2)，与所述第二光耦输入端的导通方向相反跨接于所述第二光耦(OPT2)输入端之间。
7、如权利要求6所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第一开关电路还包括第二分压电阻(R2)，连接于所述光耦(OPT1)射极输出端与第一开关三极管(Q1)基极之间；所述第二开关电路还包括第五分压电阻(R5)，连接于所述光耦(OPT2)射极输出端与第二开关三极管(Q2)的基极之间。
8、如权利要求7所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第一开关电路还包括第一电压引入端分压电阻(R1)，其一端用于引出所述第一电压引入端，另一端共接于所述第一二极管(D1)与光耦(OPT1)输入端的共接点；还包括第二电压引入端分压电阻(R4)，其一端用于引出所述第二电压引入端，另一端连接于所述第一二极管(D1)与光耦(OPT1)输入端的另一共接点。
9、如权利要求5所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第一开关电路还包括第一二极管(D1)，与所述第一光耦输入端的导通方向相反跨接于所述第一光耦(OPT1)输入端之间；所述第二开关电路还包括第二二极管(D2)，与所述第二光耦输入端的导通方向相反跨接于所述第二光耦(OPT2)输入端之间。
10、如权利要求9所述的三相电源缺相逆相检测电路，其特征是：所述第一开关电路还包括第二分压电阻(R2)，连接于所述第一光耦(OPT1)射极输出端与地之间；所述第二开关电路还包括第五分压电阻(R5)，连接于所述第二光耦(OPT2)射极输出端与地之间。
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